Autores

Missura, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE) ; Correa, A.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO)

Resumo

A morfometria do relevo sempre foi uma ferramenta de grande utilidade para a interpretação da paisagem geomorfológica tanto em sua componente estrutural como climática. Com o advento das geotecnologias estas metodologias e técnicas tornaram-se amplamente utilizadas o que facilitou sobremaneira compreender os aspectos evolutivos, processos geomorfológicos e quantifica-los com maior acurácia. Neste trabalho apresentamos metodologias de mapeamento morfométrico do relevo que permitem compreender a aspectos morfométricos do relevo para a Bacia hidrográfica do Riacho Pioré - PE. Para elaboração de tal análise foram usados raster do tipo modelos digitais de elevação MDE do tipo TOPODATA com resolução espacial de 30x30m. Com base nesses modelados foram gerados mapas de Isobase, Rugosidade, Gradiente Hidráulico, Densidade de Drenagem. que permitiram compreender aspectos tectono-estruturais da área de estudo em questão.

Palavras chaves

morfometria do relevo; geotecnologias; bacia hidrográfica

Introdução

A morfometria em sua definição mais ampla seria o arsenal de medições e análises matemáticas da configuração da superfície terrestre, formas e dimensões do relevo. A análise morfométrica só tornou um elemento importante nas análises do relevo com advento do quantitativismo adquirido pela Geografia no pós-guerra, onde uma maior ênfase foi dada ao desenvolvimento de métodos fisiográficos quantitativos para descrever e estudar a evolução e o comportamento da paisagem geomorfológica. Mas mesmo neste período os estudos morfométricos eram enfadonhos e demorados, só com o advento da geomática em meados dos anos 80 que tais trabalhos ganham um impulso, com o uso da computação para realizar os cálculos que anteriormente demandavam um grande tempo, e desde então com a evolução da geografia computacional e dos Sistemas de Informação Geográfica (SIGs) a morfometria se tornou um aliado de extrema relevância nos estudos geomorfológicos atuais. Desta maneira as técnicas utilizadas neste trabalho visam obter sobre o mesmo objeto vários pontos de vista diferentes desta forma corroborando para um melhor entendimento dos componentes estruturadores do relevo da área em foco. A bacia do Riacho do Pioré esta compreendida entre as coordenadas 37º64 e 37º21 w e8º 48 e 8º70 S. Compreende os Municípios de Ibimirim, Tupanatinga e Buíque. O Riacho do Pioré é afluente da margem esquerda da Bacia do Rio Moxotó, que por sua vez, é afluente do Rio São Francisco. A bacia apresenta área de 768 km² o. Suas Cabeceiras se estabelecem a cima de 1000 m e sua foz aproximadamente a 380m. Para esta área buscou-se elaborar mapeamentos morfométricos do relevo para buscar compreender estes aspectos do contexto geomorfológico da área. Foram usados Modelos Digitais de Elevação (MDE) do tipo topo data com resolução espacial de 30x30m. Estes modelos foram utilizados no Sistema de Informação Geográfica (SIG) ARCGIS 10.5. Em abiente SIG foram geradas a drenagem e por conseguinte foram aplicados tanto a drenagem como as próprias variações altimétricas do relevo as seguintes análises morfométricas e geração de mapas de Isobase, Índice de Concentração de Rugosidade, Gradiente Hidráulico, Densidade de Drenagem. Com base nos produtos gerados em tais análises pode-se contextualizar e relacionar diversos aspectos da influencia tectono-estrutural da área de estudo na atual paisagem geomorfológica da área.

Material e métodos

Grande parte do território brasileiro apresenta ausência de dados topográficos de semi-detalhe, tais como cartas topográficas em escalas maiores, que possibilitem os estudos morfométricos do relevo, desta maneira os modelos tipo Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) elaborado em conjunto pela NASA e da NGA e disponibilizados por essas agências apresentam uma resolução espacial de 90 metros, tornando-se importante ferramenta para elaboração de estudos morfométricos. Valeriano, 2008 com os dados de SRTM para o território brasileiro realizou um refinamento dos dados. No projeto do INPE/TOPODATA os dados foram melhorados através de krigagem de alta resolução o que possibilitou um ganho na resolução espacial dos dados anteriores para 30 metros.Tais dados podem ainda ser mais refinados utilizando-se o Programa ARCGIS e seu pacote de ferramentas de interpolação de dados espaciais tipo SPLINE permitindo uma resolução mais refinada de até 5m. Utilizando destes MDE foram implementadas as seguintes análises morfométricas, a metodologia da Isobase foi desenvolvida por Filosofov (1960) como sendo a superfície hipotética determinada pela intersecção entre a rede de drenagem de ordem similar com a superfície erosiva associada à reorganização da rede hidrográfica. Golts e Rosental (1993),a superfície de isobase resultante é relacionada a estágios de erosão similares, sendo consideradas como o produto de eventos tectono- erosivos recentes. A isobase proporciona uma visão da superfície simplificada com base nas cotas alcançadas pela drenagem correspondente que foi utilizada na análise. O Índice de Concentração de Rugosidade segundo Sampaio (2008) adota o referencial de análise de distribuição espacial (dispersão /concentração) da declividade, utilizando-se, portanto, dos valores indiretos da rugosidade. O ICR utiliza-se do estimador de KERNEL ferramenta geoestatística que permite a analise de concentração e dispersão de um dado fenômeno no espaço sendo neste caso analisada a declividade. A Rugosidade do relevo em uma determinada área pode ser utilizada para estimar a correlação entre eventos de deformação tectônica recente e formas de relevo. Esta metodologia foi proposta por Hobson (1972) na qual a rugosidade do terreno é dada a partir da relação entre a área da superfície real e a área plana dentro da célula quadrática. Quanto mais plana a superfície real mais o valor calculado se aproxima de 1. Em superfícies rugosas, a relação mostra valores cada vez maiores devido ao aumento à área real compara com a área plana de cada célula quadrada. O gradiente hidráulico permite individualização de blocos com características hidráulicas distintas e sua correlação com as principais estruturas geológicas que ocorrem em uma área. Segundo Rodriguez (1993) para a obtenção do mapa de Gradiente hidráulico é necessário calcular a diferença altimétrica entre dois pontos em um canal dividido pela distância percorrida. Como a drenagem se adapta a processos tectônicos e estruturais as diferentes concentrações de valores de índice de gradiente hidráulico permitem correlações com estas componentes. A densidade de drenagem em uma área permite individualizar áreas de baixa ou alta densidade, pois a densidade de drenagem vai estar intimamente ligado a controles tectono-estruturais de uma área (HORTON 1945). Segundo Christofoletti, 1983 a densidade de drenagem representando o grau de dissecação topográfica, em paisagens elaboradas pela ação fluvial, ou expressando a quantidade disponível de canais para o escoamento.

Resultado e discussão

A partir das metodologias implementadas no ambiente SIG se obteve os seguintes resultados: O mapa de isobase (figura 01) permitiu observar que em relação a uma compartimentação da área existe um controle estrutural no sentido da Falha de Ibimirim, no sentido sudoeste-nordeste. As morfoestruturas evidenciadas na área pelo mapa de isobase são o graben do Frutuoso, horst do Quiriri D`Alho, o grabén do Puiu, o Horst do Macaco, o hemigraben do Malhador o Horst da Ponta da Várzea o graben do Catimbau e o Horst da Serra de Jerusalém. Apresentando um escalonamento no sentido NW-SE com os blocos escalonados separados por trends NE-SW. No mapa de rugosidade(figura 02) ficam evidentes os escarpamentos e estruturas com grande variação entre a superfície planar e a superfície projetada, estes padrões permitem associar as áreas de altos valores de rugosidade com controles estruturais que provocam deslocamentos topográficos significativos. A mesma característica é observada quando o processo de dissecação também gera um entalhe expressivo dos vales ou das frentes de erosão remontante, como as escarpas. A área de estudo apresenta grandes extensões de relevo com pouca variação de rugosidade por se tratar de uma bacia sedimentar soerguida e com baixa inclinação das camadas, no entanto ocorrem áreas com valores altos de rugosidade, relacionados aos controles tectônicos como falhas, que se refletem nos vales com alto grau de dissecação. As áreas que podem ser evidenciadas com base na análise dos padrões de alta rugosidade são a Falha do Quiriri D´Alhono no centro da área de estudo, as cristas relacionadas a falha de Ibimirim no extremo noroeste da área, os vales estruturais do riacho do Pioré (vale no centro da imagem) e do Macaco (vale ao sul) , sendo que este último apresenta no seu curso médio e superior altos valores de rugosidade relacionados aos controles tectono-estruturais decorrentes da proximidade das falhas que transpassam esses trechos no sentido SW-NE. Assim sendo, o grau de entalhe e rugosidade neste vale é bem mais expressivo que no vale do Pioré, apresentando escarpamentos vigorosos, que claramente se relacionam a um maior soerguimento deste trecho da bacia. Outro trecho que apresenta áreas com altos valores de rugosidade são as cimeiras da bacia associadas à falhas, tratando-se de dois blocos principais. Ambos apresentam seus escarpamentos alinhados no mesmo sentido e com altitudes de topos muito parecidas, estando o primeira na margem direita do riacho o Pioré e o outro fazendo parte da margem esquerda e atuando como o divisor das altas bacias do Pioré e Macaco. Os valores de gradiente hidráulico (firuga 03) resultam do cálculo da diferença hipsométrica entre a cabeceira, ou ponto mais alto de um trecho do canal, e um mais baixo qualquer, dividido pela distância entre eles. Este índice fornece dados que possibilitam obter informações sobre trechos de canais com grandes deslocamentos topográficos verticais podendo associá-los a deslocamentos tectônicos. Os valores de gradiente hidráulico para área apresentam concentração de altos valores nos setores Nordeste, relacionados à escarpa da Serra de Jerusalém. Na área central encontram-se valores associados aos tributários do riacho do Pioré e do Macaco, sendo no vale deste último encontrados os valores mais expressivos. Uma outra concentração de altos valores ocorre alinhada no sentido SE-NW, falhamento normal que criou o desnível o desnivelamento topográfico ao qual os altos valores do índice se subordinam. A densidade de drenagem (figura 04) apresentada pela área é caracterizada por uma maior presença de valores expressivos nos setores que apresentam maior dissecação do relevo seguindo sua variação litológica , podendo a dissecação vincular-se também a processos tectônicos que auxiliam no deslocamento topográfico e por conseguinte em um maior entalhe da drenagem. De leste para oeste são evidenciados o compartimento das cabeceiras de drenagem estruturado em rochas areníticas que permitem um maior entalhe da drenagem. Os setores dos médios cursos do riacho do Pioré e do Riacho do Macaco também apresentam alto grau de densidade, porém sobre os divisores dessas bacias os valores de densidade caem expressivamente por se tratarem de áreas com coberturas arenosas que permitem facilmente a infiltração da água e o não desenvolvimento de canais. O mesmo ocorre no setor centro-oeste da bacia que apresenta o mesmo tipo de cobertura superficial. Já no setor central se evidencia uma concentração de valores médios a altos relacionados aos canais que se desenvolveram nas escarpas que limitam o Graben do Puiu, e no próprio interior desta área. Esta drenagem está portanto subordinada aos processos tectônicos e às litologias ali encontradas. No oeste da área voltamos a encontrar valores de densidade mais expressivos, vinculados ao processo de dissecação mais intenso em função do afloramento de litologias de arenitos, argilitos e intercalações de ambas que permitem um maior entalhe da drenagem nesses substratos. A partir dos mapas que foram elaborados e das suas respectivas análises evidencia-se a utilidade das metodologias de morfometria de relevo que aplicamos para a área, estas auxiliaram a corroborar na obtenção de evidências de que o controle tectono-estrutural se manifesta nas formas de relevo da bacia hidrográfica, pois muitos dos índices positivos encontrados para área ocorrem sempre nas mesmas localidades, ficando evidente tal controle nas formas de relevo. Neste sentido as metodologias relativas a morfometria do relevo tornar-se ferramentas indispensáveis para validar a ocorrência dos controles tectono-estruturais sobre o relevo.

Mapa de Isobase da Bacia do Riacho Pioré


Mapa de Rugosidade da Bacia do Riacho Pioré.


- Mapa de gradiente hidráulico da bacia do riacho Pioré


Mapa de densidade de drenagem da bacia do Riacho Pioré

Considerações Finais

A assertiva da compreensão do relevo se balizou na obtenção de informações morfométricas que fossem de encontro aos já evidentes blocos tectônicos e as estruturas evidenciadas em outros trabalhos As técnicas de morfometria utilizadas podem ser, em sua maioria expressas espacialmente e as anomalias positivas ou negativas, tratadas como evidencias uma maior ou menor atuação da estrutura e das tectônicas sobre os terrenos da bacia. Com os resultados positivos gerados pelos parâmetros anteriormente apresentados e relacionando-os aos trabalhos tectônico-geológicos já estabelecidos para área, permitiu identificar um sistema morfotectônico relacionado aos processos distencionais do rifte onde a bacia se instala e os soerguimentos cenozoicos do planalto da Borborema, ou seja, mudanças no embasamento sob as camadas da bacia teriam causado tais compartimentações. Evidenciado pelo conjunto morfoestrutural de altos e baixos escalonados formados de grabens, Horst e hemigrabens.

Agradecimentos

Referências

CHRISTOFOLETTI, Antonio. A significancia da densidade de drenagem para a analise geomorfologica. Boletim de Geografia Teoretica, p. 27-53, 1983.
FILOSOFOV, V. P. Brief guide to morphometric methods in search of tectonic structures. Saratov: University Publishing House, 1960.
GOLTS, S.; ROSENTHAL, E. A morphotectonic map of the northern Arava in Israel, derived from isobase lines. Geomorphology, v. 7, n. 4, p. 305-315, 1993.
HOBSON, R. D. Surface roughness in topography: quantitative approach. In Chorley, R. J., editor, Spatial analysis in geomorphology, pages 225–245. Methuer, London,1972
HORTON, Robert E. Erosional development of streams and their drainage basins; hydrophysical approach to quantitative morphology. Geological society of America bulletin, v. 56, n. 3, p. 275-370, 1945.
RODRIGUEZ, S. K. Neotectônica e sedimentação quaternária na região da “Volta Grande” do rio Xingu, Altamira, PA. 1993. 106 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo