Autores

Almeida de Souza, R. (PUC-RIO) ; Emiliane Lopes da Silva, S. (PUC-RIO) ; Motta de Freitas, M. (PUC-RIO) ; Wagner Paixão Pinto, R. (PUC-RIO)

Resumo

A faixa móvel Ribeira apresenta estruturas geológicas variadas, oriundas principalmente da orogênese Brasiliana e da Abertura do Atlântico. Com isso, é comum a formação de knickpoints nos canais fluviais, apresentando um papel fundamental no controle da dissecação do relevo nas bacias de drenagem. O artigo analisa a evolução da paisagem geomorfológica da bacia do rio Minerva a partir da compartimentação do relevo em domínios de dissecação, relacionando às suas características litoestruturais. Foi feito mapeamento de feições geomorfológicas e a delimitação de domínios de dissecação a partir de cartas topográficas no software ArcGis 10.1, além das análises em campo, extraindo dados como medidas dos planos de fraturas e foliação e a descrição do relevo. A análise desses dados demonstram que a bacia é compartimentada em 4 domínios de dissecação com alguns apresentando terraços fluviais, evidenciando um rebaixamento nos níveis de base que reafeiçoam constantemente as formas do relevo local.

Palavras chaves

Domínios de Dissecação; Knickpoints; Terraços fluviais

Introdução

A orogênese Brasiliana e o Rift Continental do Sudeste Brasileiro oriundo da Abertura do Atlântico foram os principais eventos tectônicos responsáveis pela atual estruturação do relevo sudeste brasileiro. A orogênese Brasiliana no precambriano está associada ao metamorfismo de alto grau da crosta terrestre, gerando rochas metamórficas orto e paraderivadas, além da expressiva granitogênese, oriunda da fusão parcial da crosta, na estruturação geológica da faixa móvel Ribeira (HEILBRON et al., 1995). O segundo evento tectônico de natureza rúptil ocorreu por conta de uma intensa atividade de magmatismo mantélico no Jurássico que culmina com a quebra do Megacontinente Gondwana e a, subsequentemente, abertura do Oceano Atlântico, durando até o Cretáceo, com pulsos descontínuos até o Eoceno, reativando estruturas antigas. Segundo Riccomini et al. (2010), estes processos definem a consolidação do Rift Continental do Sudeste Brasileiro no cenozoico implicando em uma significativa mudança no relevo sudeste e, consequentemente, uma reorganização dos sistemas de drenagens. A lito-estrutura deste complexo substrato geológico irá condicionar a direção e os perfis longitudinais dos canais fluviais, a partir do momento em que promovem a erosão diferencial do relevo. Com isso, são comuns a formação de níveis de base locais, que quando rochosos, são denominados knickpoints e são definidos como degraus topográficos ao longo do perfil longitudinal de um rio, exercendo forte influência nos processos de erosão e sedimentação nas bacias fluviais (EIRADO SILVA et. al., 1993). Esses níveis de base exercem um papel importante na retenção de sedimentos a montante, promovendo assim, uma estocagem diferencial de sedimentos nos fundos de vales, denominados por Bigarella et. al. (1965) como depósitos sedimentares aluvionares. Essa feição sedimentar é formada devido à diminuição de energia de fluxo da água à montante desses knickpoints, que funcionam como pontos de parcial obstrução da descarga de sedimentos, fazendo com que se formem seções planas e alargadas nos fundos de vale. Os depósitos aluvionares são constituídos por uma atual planície de inundação e podem apresentar material aluvionar em níveis suspensos, denominados de terraços fluviais, que remetem às antigas planícies de inundação. Com isso, os knickpoints têm como funcionalidade a regulação da dissecação do relevo a sua montante, definindo uma superfície pela qual a drenagem não pode mais dissecá-lo, gerando um ponto inicial para o ajuste das vertentes desta porção da bacia hidrográfica suspensa. A porção suspensa da bacia, portanto, controlada pelo mesmo knickpoint irá apresentar similaridades na sua dinâmica hidrológica, erosiva e evolutiva, originando unidades da paisagem provenientes dos domínios de dissecação. Entende-se, portanto, os domínios de dissecação como sendo unidades da paisagem nas quais os processos erosivos e de dissecação do relevo são controlados por um nível de base local com maior domínio hidrológico (PINTO, 2015). O presente trabalho, portanto, tem como objetivo analisar a bacia do rio Minerva-Macuco, na região de Três Rios (RJ), considerando sua evolução geomorfológica em relação às influências do substrato geológico. Focaliza-se sobre a distribuição espacial das áreas de sedimentação e knickpoints, associados aos domínios de dissecação da bacia.

Material e métodos

Primeiramente foi feita uma revisão bibliográfica sobre trabalhos que abrangem fenômenos da evolução da paisagem geomorfológica, tais como as características dos sistemas de drenagens e sua relação com os depósitos sedimentares. Ainda nesse primeiro momento foi organizada a base de dados georreferenciadas para o mapeamento das feições geológico-geomorfológicas (knickpoints, lineamento estrutural e planícies aluvionares) na bacia de estudo. Em um ambiente SIG, mais especificamente através do software ArcGIS versão 10.2.2, foi utilizada a base topográfica de 1:50.000 do IBGE que abrange a região e o Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) da U.S. Geological Survey (USGS) com resolução de aproximadamente 90 metros para a análises morfológicas. As cartas topográficas utilizadas foram a de Sapucaia (folha SF-23-X-D-V-3), Três Rios (folha SF-23-Z-B-I-2), Anta (folha SF-23-Z- B-II-1) e Mar de Espanha (folha SF-23-X-D-IV-4). A identificação dos knickpoints em cartas topográficas se deu nos locais onde há uma concentração de curvas de nível que caracterizam um desnível topográfico abrupto e, também, quando as mesmas se aproximam formando um estrangulamento seguido de desnível para jusante. Os knickpoints selecionados para análise foram mapeados no leito principal da bacia, e visitados em campo. Os knickpoints selecionados foram descritos a partir da sua litologia e de suas estruturas com a extração de medidas de planos de fraturas e foliação, além das análises sobre a, morfologia do relevo no seu entorno e sedimentação, entre outras características. A delimitação dos domínios de dissecação se deu a partir dos knickpoints, até os divisores topográficos das bacias de drenagem, definindo o compartimento suspenso pelo knickpoint (INEA, 2014). Dessa forma, a bacia de drenagem passa a ser subdividida em compartimentos que se interrompem a cada knickpoint, definidores de níveis topográficos das subdivisões resultantes de cada nível de base local (PINTO, 2015). Por fim, para o mapeamento dos alvéolos sedimentares, utilizou-se como apoio a topografia disponível nas cartas topográficas do IBGE e observações de campo. O mapeamento dessa feição geomorfológica, que compreende as planícies aluviais e, por vezes, respectivos terraços fluviais, foi feito a partir da leitura no limite das primeiras curvas de níveis com feições mais alargadas, próximas ao leito principal das drenagens desenhando assim os fundos de vale. É importante salientar que esse artigo é o resultado de pesquisas de iniciação científica das alunas Raphaela Almeida e Stephany Emiliane, integrantes do grupo de pesquisa Morfotektos da PUC-Rio. Por conta disso, ela não está totalmente concluída, porém já apresenta resultados com discussões de importante contribuição para a geomorfologia.

Resultado e discussão

Características litoestruturais da bacia do rio Minerva A lito-estrutura dos substratos geológicos no médio vale do Paraíba do Sul está intimamente relacionada com a formação de knickpoints na região, como mostram estudos de Dantas et al. (1995) e Eirado Silva et al. (1993) em Bananal-SP. As observações de campo e os mapeamentos geológico-geomorfológicos na bacia do rio Minerva mostram de uma forma geral uma relação muito próxima entre a orientação dos canais fluviais e as estruturas litológicas, definindo uma forte orientação de drenagem principal NNE-SSW, seguindo a foliação e das drenagens tributárias seguindo, NW-SE e NE-SW, sob orientação de fraturas. Castanheira et. al. (2006) em estudos anteriores na área, acredita que “são as estruturas litológicas principalmente falhas, fraturas e foliação, que acabam concentrando os fluxos de água com maior facilidade, devido à fragilidade oferecida à ação intempérica e erosiva da água”. A bacia do rio Minerva apresenta quatro unidades litológicas: os ortogranulitos do Complexo Juiz de Fora, o biotita gnaisse bandado do Complexo Paraíba do Sul; granada-biotita gnaisse da Megassequência Andrelândia e os ortognaisses do Complexo Quirino (TUPINAMBÁ et. al., 2007; VALLADARES, et. al., 2012, TUPINAMBÁ et. al., 2002). No total foram mapeados 42 knickpoints na bacia e, a partir do mapa de distribuição de knickpoints (Figura 1), observa-se que há uma grande concentração nas porções norte e oeste da bacia, próximos de suas cabeceiras, apresentando grandes amplitudes de relevo. Os gnaisses paraderivados do Complexo Paraíba do Sul e Grupo Andrelândia apresentam uma resistência ao intemperismo relativamente menor aos ortogranulitos do Complexo Juiz de Fora e aos ortognaisses do Complexo Quirino. A foliação NNE-SSW dessas rochas paraderivadas e sua composição litológica facilitaram o recuo erosivo do eixo principal, inclusive com a formação de um relevo de colinas na porção central da bacia e expressivos depósitos sedimentares fluviais nos fundos de vale. Com base nas análises de campo, a litologia predominante no eixo principal do rio Minerva é composta pelos metassedimentos do Grupo Paraíba do Sul, com ocorrência de sete expressivos knickpoints. Destes sete, foram visitados nesta fase inicial da pesquisa, por questões de acesso, três knickpoints em forma de corredeiras, na porção central da bacia: Ponto 1, (UTM 702960/7567473, zona 23S) mais a jusante – knickpoint formado pela unidade biotita gnaisse bandado, de granulometria média, com minerais principais de feldspato, quartzo e biotita com distribuição homogênea de cristais em torno de 2mm, intercalando as fases biotíticas com as fases félsicas. Interceptando esta unidade, um dique de diabásio encaixado obliquamente a foliação do gnaisse gerou um pequeno degrau topográfico no knickpoint, porém não orientou o fluxo do rio neste trecho, o qual seguia a foliação com orientação 337º/79ºda rocha encaixante. Ponto 2, (UTM 703116/7568131, zona 23S) na porção central do knickpoint em forma de cachoeira, aproximadamente 800 metros de distância do ponto 1 - a litologia do afloramento rochoso é constituída pela mesma anterior, porém neste caso, intercalado com corpos graníticos em condição migmatítica e presença de veios de quartzo de diversas espessuras no afloramento. Nesse trecho do knickpoint, o canal é orientado pela foliação 345°/80º, justamente alinhado a NNE, e composto por pequenos saltos formados pelas fraturas de orientação 205°/89º e 232°/87º de direção NW-SE. Ponto 3 (UTM 703252/7568266, zona 23S), na cabeceira do knickpoint em forma de corredeira em direção a queda do ponto 2, o mesmo biotita gnaisse aflora em condição migmatítica. A foliação 333º/82º orienta o fluxo do canal e são abundantes as fraturas no sentido ortogonal a foliação. Esse knickpoint marca um nível de base local e define um o domínio de dissecação a montante, interrompendo um longo alvéolo a sua montante. Registra-se nesse ponto o papel do nível de base local na retenção de sedimentos no transporte fluvial e assim influenciando o desenvolvimento evolutivo da rede de drenagem e do relevo da bacia para montante. Descrição dos domínios de dissecação A partir dos 3 principais knickpoints que definem níveis de base locais mais expressivos no curso principal da bacia e o nível de base do rio Paraíba do Sul foram delimitados 4 domínios de dissecação, denominados de Alto Arribada, Minerva, alto Macuco e baixo Macuco (Figura 2). A diferença de níveis de base entre esses domínios irá condicionar um controle distinto dos processos erosivos e da dissecação do relevo entre cada um deles. A partir de trabalhos de campo na bacia, pudemos analisar que no domínio Baixo Macuco há uma presença de extensas planícies aluvionares e colinas de baixa amplitude altimétricas com encostas côncavo-convexas e morros isolados, mostrando a condição de relevo altamente dissecado. Isso porque esse domínio é controlado pelo nível de base do rio Paraíba do Sul que apresenta um pulso erosivo maior que os outros níveis de base da bacia. Nesse domínio, as planícies aluvionares mais a jusante estão completamente alagadas por conta de barragens no rio Paraíba do Sul da UHE Anta, na altura do distrito de Anta, Sapucaia - RJ que fica a jusante da bacia de estudo. O eixo principal do rio do Macuco tem direção predominante NW-SE, aproveitando as estruturas de fraturas e/ou falhas. A montante do knickpoint Baixo Macuco, há uma mudança na direção do rio principal para NE-SW, formando um cotovelo marcado por outro nível de base e delimitando o domínio de dissecação Alto Macuco. Esse domínio apresenta características morfológicas semelhantes ao domínio a jusante com colinas dissecadas de encostas côncavas-convexas e alguns morros isolados. Porém sua amplitude de relevo é maior, pois na sua porção oeste algumas serras se destacam, dando início a Serra da Arribada. Foram identificados, neste trecho, importantes remanescentes de terraços fluviais de aproximadamente 6 metros de altura, com presença de solo argiloso na parte superior e camadas de solo arenoso mais abaixo, com estratigrafia visível, além de alguns blocos nas porções mais próximas às encostas. A partir dessas características esses terraços foram interpretados como resquícios de antigos terraços que foram remodelados pela drenagem atual (figura 3). Interrompendo as dinâmicas erosivas desse último domínio, o knickpoint do domínio Minerva se localiza na porção central da bacia, regulando a dissecação do relevo para mais um trecho a montante. Este domínio é marcado por uma disposição de depósitos sedimentares aluvionares associados ao controle expressivo que o knickpoint descrito em detalhe anteriormente exerce sobre o eixo principal da rede de drenagem da bacia. A presença abundante de terraços ao longo desse trecho, remete a processos deposicionais pretéritos, considerados como feições constituídas por ciclos deposicionais mais antigos em que o nível de base encontrava-se mais alto do que o da atual planície aluvionar, sendo assim, testemunho de um período da evolução deste alvéolo (figura 4). Por fim, no ponto mais elevado da bacia, define-se ainda o domínio do Alto Arribada, onde a presença dos terraços não é notada, caracterizando-se apenas por uma planície, relativamente ampla, marcando o trecho principal do alto curso do rio Minerva. Esse domínio apresenta um relevo pouco dissecado em relação aos outros, presumindo-se que seu nível de base ainda esteja preservado de pulsos de dissecação que tenham ocorrido nas porções a jusante, sendo menos afetado pelo pulso erosivo vindo do de nível de base do Rio Paraíba do Sul. Em sua porção superior este domínio desenha fundos de vale bem encaixados com serras escarpadas, estando nas condições de maior altimetria da bacia, local da nascente do rio.

Mapa dos Domínios de Dissecação da bacia do rio Minerva


Registros de terraços no domínio de dissecação Confluência com o rio Macuco, atualmente em forma de morrotes, remodelados pela drenagem atual.


Terraços fluviais, registrando pretéritas planícies de inundação no domínio de dissecação Minerva.


Mapa da distribuição de Knickpoints e Depósitos Aluvionares na bacia do Rio Minerva.

Considerações Finais

A partir da compartimentação geomorfológica da bacia em domínios de dissecação é possível entender o funcionamento sua rede de drenagem e como o processo erosivo evolutivo que atua na transformação de sua paisagem geomorfológica. O controle expressivo dos knickpoints ao longo da bacia referência os processos de rebaixamento de níveis de base locais que impulsionam processos de dissecação reafeiçoando constantemente as formas do relevo local. A presença de terraços evidencia esses pulsos de dissecação que encontram nos knickpoints resistências que controlam os níveis topográficos em que essa dissecação ocorre. A proposta de domínios de dissecação dá subsídio a uma análise mais completa da funcionalidade dos níveis de base locais na dinâmica erosiva e evolutiva da paisagem geomorfológica da bacia, contribuindo assim para um melhor conhecimento geomorfológico e para sua gestão. A definição dos domínios de dissecação é uma nova abordagem nos estudos geomorfológicos, sendo necessária uma maior compreensão da dinâmico hidro-erosiva dos sistemas de drenagem e demandando metodologias para sua definição.

Agradecimentos

Referências

BIGARELLA, J. J. & MOUSINHO, M. R. Considerações a respeito dos terraços fluviais, rampas de colúvios e várzeas. B. Paran. Geogr., Curitiba, 1965.
CASTANHEIRA, M., FREITAS, M., & SARTI, T. (2006). Evolução da rede de drenagem controlada por nível de base regional e evidências do processo de captura fluvial no médio vale do rio Paraíba do Sul. In: VI Simpósio Nacional de Geomorfologia/Regional Conference on Geomorphology – Goiânia/GO, 1-10.
DANTAS, M. E.; EIRADO, L. G. & COELHO NETTO, A. L. Níveis de Base Locais e Estocagem Diferencial de Sedimentos nas Bacias dos Rios Bananal (SP/RJ) e Salto (RJ): controle geológicos e morfométricos. In: Congresso da Associação Brasileira de Estudos do Quaternário - ABEQUA, 5, Anais, Niterói/RJ, p. 176-182, 1995.
EIRADO SILVA, L. G.; DANTAS, M. E. & COELHO NETTO, A. L. Condicionantes lito-estruturais na formação de níveis de base locais ("knickpoints") e implicações geomorfológicas no Médio Vale do rio Paraíba do Sul . ln: III Simpósio de Geologia do Sudeste - Rio de Janeiro/RJ - Atas, 96-102, 1993.
HEILBRON, M.; PEDROSA SOARES, A.C.; NETO, M.C.C.; SILVA, L.C.; TROW, R.A.J.; JANASI, V.A. (2004). Província Mantiqueira. In: Geologia do Continente Sul-Americano: evolução da obra de Fernando Flávio Marques de Almeida. Editora Beca, São Paulo-SP. Cap. XIII.
HEILBRON, M.; VALERIANO, C.M.; VALLADARES & C.S.; MACHADO, N. A orogênese brasiliana no segmento central da faixa Ribeira, Brasil. Revista Brasileira de Geociências, 25(4): 249-266, 1995.
Instituto Estadual do Ambiente (INEA). Plano de Manejo - Área de Proteção Ambiental Estadual de Macaé de Cima. P. 53 -70. Rio de Janeiro: INEA, 2014.
PINTO, R. W. P. Evolução da paisagem geomorfológica do Rio Grande: dinâmicas de dissecação e capturas de drenagem. Dissertação (mestrado) – Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Departamento de Geografia, P. 124-134, 2015.
RICCOMINI, C., SANT’ANNA, L. G., & FERRARI, A. L. Evolução geológica do rift continental do sudeste do Brasil. Geologia do continente Sul-Americano: evolução da obra de Fernando Flávio Marques de Almeida, P. 383-405, 2004.
TUPINAMBÁ, M. et al. Geologia da Faixa Ribeira Setentrional: estado da arte e conexões com a Faixa Araçuaí. Revista Geonomos, v. 15, n. 1, 2013.
TUPINAMBÁ, M. et. al. Mapa Geológico – Folha SF.23-X-D-V - LEOPOLDINA Escala 1:100.000: estado de Minas Gerais. COMIG, 2002
VALLADARES, C. S. et al. Geologia e recursos minerais da folha Três Rios SF.23-Z-B-I: escala 1:100.000: estado do Rio de Janeiro. Belo Horizonte: CPRM, 2012.