Autores

Cattani, P.E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ) ; Lamour, M.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ)

Resumo

A baía de Antonina tem importância econômica e ecológica, sendo que a maior parte do aporte fluvial deste estuário ocorre na sua cabeceira que drenam para a mesma a soma de 1.501,1 km². O objetivo foi caracterizar o contexto geomorfológico da Baía de Antonina, pela integração espacial de parâmetros ambientais com enfoque para os dados sedimentológicos de forma a identificar ambientes de sedimentação. Para isso, foram utilizados conjuntos de dados de Batimetria, Declividade, Velocidades de correntes de maré e sedimentos de fundo. Foi utilizada uma analise estatística multivariada para delimitar as fácies granulométricas. Através de analise espacial foi realizada a álgebra entre mapas. No geral, a profundidade média observada na Baía de Antonina foi de 1,9 m com declividades médias menores que 0,25°, velocidades das correntes de maré médias foram de 0,6 m.s-1. O estuário apresentou 3 fácies granulométricas distintas, com as quais foi possível indicar ambientes deposicionais no estuário.

Palavras chaves

Estuários; Sedimentação; Geoprocessamento

Introdução

Estuários são corpos aquosos costeiros e podem ser definidos como feições de transição entre o continente e o oceano, onde são considerados parâmetros como a quantidade de água doce diluída (PRITCHARD, 1952; CAMERON e PITCHARD, 1963), a sedimentação estuarina e características geomorfológicas (DALRYMPLE et al., 1992), ou a sua gênese geológica e os processos regionais (fatores climáticos, sedimentação recente, correntes, ondas e marés) (KJERVE, 1987). Dalrymple et al. (1992) sugere que o estuário é caracterizado pelas suas fácies sedimentares. Está definição geomorfológica indica que estes ambientes deposicionais podem ser originados pela criação de um espaço de deposição ao longo do tempo geológico, onde ocorre um preenchimento sedimentar progressivo que responde dinamicamente a características regionais. O aporte sedimentar fluvial nestes ambientes deposicionais, geralmente resulta em uma mistura heterogênea de tamanhos e composição, os quais refletem a disponibilidade das áreas fonte, assim como no selecionamento executado ao longo do transporte. Perante os conceitos da sedimentologia, as características energéticas destes ambientes propiciam aos sedimentos finos (siltes e argilas) deposição em regiões de mistura e nas suas margens, enquanto que os grossos (areias e grânulos) são depositados em forma de deltas nas desembocaduras dos rios (DYER, 1995; PRANDLE et al., 2006). Entretanto, podem existir variações dependendo do aporte e das taxas de sedimentação, os quais revelam períodos de erosão em ambientes normalmente sujeitos a deposição e padrões de migração das Zonas de Máxima Turbidez, o que permitem a deposição de sedimentos finos em diferentes partes do estuário como em canais (McMANUS, 1998). Neste contexto, a Baía de Antonina fica localizada no litoral paranaense, possui uma área de ≈50 km², tem importância econômica pelos portos instalados em seu interior. A região apresenta extensas áreas de proteção ambiental, que abrange toda a porção NE da baía, em contramão uma das principais cidades da região se localiza na margem oposta. O estuário apresenta extensas áreas rasas junto a suas margens associadas ao desenvolvimento de manguezais (NOERNBERG e LANA, 2002), com canais naturais situados na sua porção central, os quais passam por obras de dragagens frequentes com o objetivo da segurança à navegação (LAMOUR e SOARES, 2008). A maior parte do aporte fluvial deste estuário ocorre na sua cabeceira que drenam para a mesma a soma de 1.501,1 km² (MANTOVANELLI, 1999; PAULA, 2010). O objetivo deste trabalho foi caracterizar o contexto geomorfológico da Baía de Antonina, pela integração espacial de parâmetros ambientais (batimetria, declividade, fácies granulométricas e velocidades das correntes de maré) com enfoque para os dados sedimentológicos de forma a identificar ambientes de sedimentação.

Material e métodos

Neste trabalho foram utilizados conjuntos de dados distintos, composto por dados secundários (Batimetria e Velocidades de correntes de maré) e primários (sedimentos de fundo). Os dados secundários são modelagens matemáticas para dados de batimetria e distribuição das velocidades das correntes de maré, em uma malha de 50 m regulares (PLDM; GONÇALVES et al., 2005). Os conjuntos de dados dos sedimentos de fundo consistiram na amostragem de 308 pontos para a baía de Antonina. Sendo 152 amostradas com espaçamento equidistantes de 500 m no período de 2009-2012, os quais foram analisados quanto a sua granulometria através de pipetagem e peneiramento. Enquanto que 156 pontos tiveram espaçamentos de 250 m e foram amostrados em 2014, o processamento destas amostras foi através de do método por dispersão laser (MICROTRAC Bluewave). Os dados de declividade foram obtidos através de análise espacial dos dados batimétricos pela ferramenta de slope. Foi utilizada uma analise estatística multivariada para delimitar as fácies granulométricas. Utilizando o softwares ArcGIS (ESRI), uma área correspondente aos limites do da Baía de Antonina foi delimitada. Considerando os limites da entidade, cria-se uma determinada grade com uma malha regular de espaçamento intermediário entre os observados nos levantamentos a serem integrados. Cada um dos pixels que compõe a grade possibilita a determinação de valores de cada uma das variáveis envolvidas na análise, criando-se assim uma nova tabela de atributos para cada parâmetro. As coordenadas que especializam as informações são determinadas pela demarcação de um ponto central em cada um dos pixels que compõem a malha de integração. A partir destes centroides (shapefile) fica estabelecido um link de integração entre todas as camadas contendo as informações. A área de estudo foi divida em pixels (150 m), onde os dados de batimetria (TIN), declividade (TIN), velocidade da corrente de maré (IDW) e fácies sedimentológicas (IDW) foram convertidos para raster, com a posterior vetorização e cálculo de centróides por pixel. Para integrar as informações georeferenciadas foi utilizada análise espacial por álgebra entre mapas.

Resultado e discussão

No geral, a profundidade média observada na Baía de Antonina foi de 1,9 m (Figura 1) com declividades médias menores que 0,25° (Figura 2), em uma área total de ≈4,2 x 107 m², indicando que este estuário é raso e não possui variações significativas na batimetria. Estes locais rasos ocorrem próximos às margens do estuário na forma de planícies de maré e baixios. As zonas com profundidades menores estão concentradas junto as suas margens totalizando mais da metade da área total da cabeceira estuarina. Quando integrados os conjuntos de dados de batimetria menores que 2 m e as declividades inferiores a 0,5° corresponderam a quase 62% da área total. Observa-se o que os setores mais profundos encontram-se concentrados em dois canais, um principal e um secundário. O canal principal localiza-se mais próximo da margem sul é mais extenso e profundo, e passa por obras de dragagens periódicas para a sua manutenção, enquanto que o canal secundário é mais raso e está localizado próximo da margem norte. A partir dos dados hidrodinâmicos as velocidades das correntes de maré médias foram de 0,6 m.s- 1 (Figura 3). As maiores velocidades atingiram entre 1 e 1,8 m.s-1 na região da desembocadura do rio Nhundiaquara e próximo a região da Ponta da Pita, o que correspondeu a aproximadamente 2,6% da área total do estuário. As menores velocidades de correntes de maré (< 0,5 m.s-1) ficaram associadas às margens do estuário. Estas regiões totalizaram quase metade da área total, e segundo Luternauer et al. (1995) indicando áreas propícias a deposição de sedimentos principalmente finos (< 0,62 µm; siltes e argilas). As velocidades de correntes de maré maiores que 1 m.s-1, estão associadas as áreas mais profundas do estuário, principalmente na região entre as ilhas do Teixeira e Ponta Grossa, totalizando 19% da área total do estuário. As regiões com profundidades menores que 2 m que apresentaram velocidades de correntes de maré superiores a 1 m.s-1, foram relacionadas, principalmente na foz dos rios Nhundiaquara e Cachoeira, pela descarga fluvial a partir das bacias de drenagem. A análise estatística permitiu o agrupamento das amostras de sedimentos de fundo em três grupos distintos (Figura 4), pelas características granulométricas e suas porcentagens de teores de CO3 e matéria orgânica, separando assim fácies granulométricas que se distribuíram na Baía de Antonina. As Fácies 1, compreenderam areias médias, pobremente selecionadas, com assimetria muito positiva em curvas leptocúrticas, está associada as desembocaduras dos rios Cachoeira e Nhundiaquara e porção média do estuário. Os teores médios de CO3 foram de 3,71% matéria orgânica de 3,34%, parcelas grossas de 83,8% e finas de 31,9%, cobrindo uma área de 2,4 x 107 m² o que corresponde a 58,4 % da total. As Fácies 2, foram as que predominaram os siltes médios, muito pobremente selecionados, com grau de assimetria negativas em curvas de curtose mesocúrticas, recairam principalmente a noroeste da desembocadura do rio Nhundiaquara e Faisqueira e na margem N do estuário, próximo a Ilha das Rosas. Os teores médios de CO3 e matéria orgânica observados foram de 7,91% e 10,64%, respectivamente. Acessoriamente, as porcentagens médias de sedimentos finos contidos foi de 91,2% e 22,9% de grossos, em uma área total de 1,4 x 107 m² representando 34,3% da total. As Fácies 3 apresentaram siltes médios moderadamente selecionados, com assimetria positiva em curvas muito leptocúrticas recobrindo as áreas próximo a desembocadura do rio Faisqueria e a porção próximo as Ilhas da Ponta Grossa e Teixeira. As porcentagens médias de matéria orgânica e CO3 foram de 10,06% e 7,49%, respectivamente, enquanto que os teores de finos foram de 67,6% e 30,5% de grossos, distribuídos em uma área de 0,3 x 107 m² (7,3%). Segundo Folk e Ward (1957) os sedimentos pobremente selecionados estão relacionados a amplas variações da energia do ambiente, e consequentemente a deposição das partículas é feita por diversos mecanismos hidrodinâmicos ao longo do tempo, como pode ser observados nas Fácies 1 e 3, relacionadas as desembocaduras fluviais de maior energia e variação das correntes de maré. Já os sedimentos moderadamente selecionados refletem condições de energia relativamente constantes, ou seja, menor variabilidade ao longo do tempo. No geral, o baixo grau de seleção para os sedimentos de fundo da Baía de Antonina refletem as flutuações da energia no sistema, relacionadas às oscilações das marés, aporte fluvial e ondas geradas por ventos. A Baía de Antonina apresentou uma predominância de sedimentos assimetricamente muito positivos e positivos, o que segundo Folk e Ward (1957) pode significar que em grande parte do estuário, as correntes operam com velocidades mais baixas que a velocidade média por período de tempo maior que o normal. Sendo que, nas poucas regiões em que se observam sedimentos aproximadamente simétricos e assimetricamente negativos, possivelmente as correntes atuem com valores de velocidade acima da velocidade média e sejam capazes de transportar os sedimentos pelo estuário. Segundo os mesmos autores, a presença de sedimentos mesocúrticos corresponde a um nível intermediário de movimentação dos sedimentos, correspondendo a faixas de transição entre áreas maior e menor transporte de sedimentos (Fácies 2). Já as regiões de canais e descarga fluvial, apresentaram depósitos de sedimentos leptocúrticos e muito leptocúrticos, indicando existe intensa movimentação dos sedimentos de fundo, relacionados as Fácies 1 e 3. Para a Baía de Antonina, os processos de transporte e sedimentação, bem como a formação das feições de fundo estão sendo influenciados pela descarga fluvial, assim como pelas correntes de maré, demonstrando a complexidade hidrodinâmica de estuários (YANG et al., 2008). Isto pode ser evidenciado nas fácies granulométricas e na caracterização geomorfológica realizada para a área de estudo. Embora a caracterização geomorfológica delimite as áreas de planícies de maré e desembocaduras fluviais por parâmetros batimétricos, as fácies sedimentares rompem esse limite, indicando um avanço das desembocaduras fluviais sobre o corpo do estuário. O Rio Cachoeira, forma na sua foz um delta de cabeceira de baía, cujo rio se divide em dois braços até desaguar na baía. Este rio possui curso superior fortemente encaixado e retilíneo, e devido à proximidade da Serra do Mar nesta região, seu curso inferior atravessa uma menor área de planície em comparação com o Rio Faisqueira e Nhundiaquara, apresentando canal mais estreito (BRANCO, 2004; ASSIS, 2013). Sendo o Rio Cachoeira mais energético em termos de velocidade de escoamento e capacidade de transporte de carga de fundo, o que resulta em uma amplificação da área de domínio fluvial dentro da baía, observados na fácie 1 (MANTOVANELLI, 1999; GONÇALVES et al., 2005; BRANCO, 2004; ASSIS, 2013). O padrão de circulação estuarina para a Baía de Antonina parece favorecer a manutenção de pequenas profundidades ou, mesmo, caracterizar uma região onde predominam os processos de deposição (DALRYMPLE et al., 1992). Isto pode ser evidenciado pela presença de inúmeras feições deposicionais como planícies de marés, baixios submersos, além do desenvolvimento de inúmeras pequenas ilhas arenosas colonizadas por bosques de manguezais e bancos de gramíneas (LESSA et al., 1998).

Figura 1

Mapa batimétrico da baía de Antonina, com as áreas rasas associadas as margens e áreas profundas ao eixo central do estuário

Figura 2

Mapa de declividade da baía de Antonina, baixa declividade ao longo do estuário, com maiores ângulos associados as áreas de interesse portuário

Figura 3

Mapa das velocidades das correntes de maré na baía de Antonina

Figura 4

Mapa de distribuição das fácies granulométricas ao longo da baía de Antonina

Considerações Finais

As aplicabilidades dos conjuntos de dados geoespacializados e a decorrente álgebra entre mapas temáticos no ambiente costeiro, resulta na integração e análise de parâmetros ambientais de diferentes espécies, aumentando significativamente as possibilidades nas análises multiparâmetros em diferentes escalas temporais. As avaliações espaciais entre a geometria do estuário, batimetria, aporte sedimentar vinculado, sedimentos depositados em seu interior, forçantes hidrodinâmicas atuantes, tiveram uma melhor discussão, já que dependem de interrelações que na maioria dos casos é complexa. Os resultados obtidos demonstram a importância da integração de dados sedimentológicos com os parâmetros ambientais como meio de compreender a dinâmica deposicional de ambientes estuarinos de importante produção biológica, onde se concentram as principais atividades portuárias do país, como o caso da baía de Antonina.

Agradecimentos

A CAPES pela bolsa de estudos no Programa de Pós-graduação em Geografia-UFPR. A Fundação Grupo Boticário de Proteção à Natureza como financiadora do projeto BioMar – Monitoramento da Biodiversidade e parâmetros oceanográficos no Complexo Estuarino de Paranaguá e zona costeira do Paraná, Brasil.

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