Autores

Moreira, J.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA) ; Silva, F.P. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA) ; Marques Neto, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA)

Resumo

A compreensão dos enlances tectônicos e erosivos na organização geomorfológica das altas cristas da Zona da Mata Mineira encerra o propósito deste trabalho. A rotina metodológica empreendida amparada em recursos de geoprocessamento contribuiu para reconstituição paleogeomorfológica, obtida pelo método seppômen, assim como para comparação com o relevo atual. Como técnica acessória foi utilizado o índice geomórfico Sinuosidade da Escarpa Montanhosa (Smf) para as escarpas do relevo atual e do paleorrelevo. Os resultados integrados sugerem a continuidade do controle tectônico para os compartimentos serranos reativando planos de falha gerados por tectonismo pretérito.

Palavras chaves

Paleorrelevo; neotectônica; escarpas montanhosas

Introdução

O estudo das características evolutivas do relevo pode ser levado a efeito por diferentes enfoques e metodologias de escopo geocientífico. No entanto, pela diversidade de processos que subsidiaram a conformação da paisagem hodierna, os esforços para interpretar a evolução do relevo tem sido agenda permanente para este campo do conhecimento. Ao se incorporar no estudo do relevo a concepção de um tectonismo ativo - também definido por neotectônico – para a Plataforma Brasileira, defendido por Hasui (1990) como um tectonismo ressurgente por promover a reativação de antigas falhas, marcou uma nova fase no âmbito da Geomorfologia brasileira; embora o papel de uma tectônica ativa já tivesse sido aventado anteriormente (FREITAS, 1951), a sistematização dos estudos em neotectônica foi fundamental para avançar frente ao paradigma climático até então vigente. Deste modo, compreender a evolução do relevo demanda a distinção entre feições morfotectônicas e morfoestruturais no âmbito do sistema geomorfológico em apreço. As feições morfotectônicas seriam aquelas vinculadas a qualquer atividade tectônica ativa (FACINCANI, 2000; ETCHEBEHERE, 2000), e as morfoestruturais, por seu turno, oriundas de erosão diferencial. Nessa perspectiva, a aplicação de índices geomórficos permite discernir os controles tectono-erosivos impressos na paisagem, e tem sido amplamente disseminada no domínio das geociências. Dentre estas ópticas metodológicas, Motoki et al. (2008) apresenta o mapa de seppômen, que, em suma, permite reconstituição paleogeomorfológica de uma área específica. Conforme o autor, seppômen é um termo inerente ao vernáculo japonês, cujo significado remonta um plano formado pelos contatos com os pontos culminantes. O mapa resultante representa o paleorrelevo, e permite o reconhecimento de fatores litoestruturais a partir da topografia para regiões com expressiva heterogeneidade geológica. Uma outra técnica de aplicabilidade resoluta para a interpretação da evolução do relevo, fundamentalmente em frentes escarpadas, erosivas ou de falha, é o índice Sinuosidade da Escarpa Montanhosa (Smf), definido por Bull e Wallace (1985), que relaciona o comprimento das escarpas medido no sopé de relevos montanhosos com sua projeção retilínea. A partir do exposto, o presente paper divulga elementos concernentes à estruturação tectono-erosiva das altas cristas da Zona da Mata Mineira a partir da comparação do paleorrelevo com o relevo atual, firmada a partir de uma abordagem dialógica entre as técnicas supramencionadas.

Material e métodos

O plano de informações do presente trabalho foi organizado no software ArcGis. Inicialmente se estruturou um mosaico a partir das cartas topográficas do IBGE de Bias Fortes (SF-23-X-C-VI-1), Bom Jardim de Minas (SF-23-X-C-V-4), Lima Duarte (SF-23-X-C-VI-3), Santana do Garambéu (SF-23-X- C-V-2), Santa Bárbara do Monte Verde (SF-23-X-C-VI-4) e Santa Rita do Jacutinga (SF-23-Z-A-II-2), na escala de 1/50.000. Estas, conjuntamente aos dados vetoriais, permitiram a delimitação das cristas e seus setores intermontanos. O mapa geológico da área foi obtido a partir da base vetorial cedida pelo CPRM - Serviço Geológico do Brasil (HEINECK et al., 2003). Encerrando o plano de informações, se obteve a imagem de radar SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) Arc-Second Global 2ª versão, com resolução espacial de 1 ar/seg. (aproximadamente 30m), em formato Geotiff, disponibilizada pelo United States Geological Survey (USGS). O mapa paleotopográfico, obtido pelo método seppômen (MOTOKI et al. 2008) permite a reconstituição paleogeomorfológica de uma área a partir da conexão dos pontos culminantes, sendo a reconstituição fundada na exclusão da dissecação atual do relevo, isto é, a incisão processada pela drenagem entre as cotas mais elevadas em uma determinada equidistância. Neste trabalho, a reconstituição se deu por meio de uma divisão das cartas topográficas em uma malha quadrática de 1 km x 1 km. Sobre cada célula foi definido o ponto a partir da curva de nível mais elevada, subsequentemente interpolados para a geração do mapa. A malha quadrática foi gerada através da extensão Hawths Analysis Tools (BEYER, 2004), sendo o layer nomeado por “grid1km’. Os pontos culminantes foram extraídos automaticamente da imagem SRTM a partir da rotina disponível na extensão TopoMAPP 1.0 (OLIVEIRA & FERNANDES FILHO, 2013). Desse modo, para extração automática dos pontos culminantes se aplicou os dois procedimentos iniciais disponíveis na extensão. No entanto, após realizar o procedimento de definição da base hidrológica dos morros, se realizou um Merge da camada ‘basin_polyg’ com a camada ‘grid1km’; posteriormente se excluiu todas feições originalmente correspondentes ao layer ‘basin_polyg’ e, em seguida, se realizou o segundo procedimento que permitiu obter a camada com os pontos culminantes adstritos a cada quadrante. Por fim, o mapa do paleorrelevo foi gerado a partir das informações altimétricas de cada ponto culminante por meio do interpolador geoestatístico do Inverso do Quadrado da Distância (IDW) na potência 2, considerando 16 pontos mais próximos em um raio de pesquisa de 1 km. De posse do mapa de paleorrelevo e do mapa hipsométrico – este representando a conformação topográfica atual – se comparou os mapas a partir da técnica de subtração disponível na ferramenta Álgebra de Mapas. Seguidamente, se elaborou perfis transversais aos setores elevados da área com objetivo de melhor verificar a organização processada pelos esforços tectono-erosivos. O índice Sinuosidade da Escarpa Montanhosa (Smf) (BULL e WALLACE, 1985) foi aplicado para sete setores no mapa hipsométrico e no mapa de paleorrelevo. O referido índice permite evidenciar o balanço das forças erosivas e tectônicas, assumindo que as frentes escarpadas tectonicamente controladas se mostrem retilíneas, ao passo que as escarpas erosivas tendem a apresentar maior sinuosidade. Os valores de Smf podem ser obtidos a partir do emprego do cálculo apresentado na EQUAÇÃO 1: Smf = Lmf ÷ Ls (EQUAÇÃO 1) Onde: o Lmf é o comprimento da escarpa montanhosa ao longo do sopé da montanha, na zona de ruptura de declive, enquanto o Ls é comprimento da linha retilínea da escarpa montanhosa. Com os resultados aferidos definiu-se que valores inferiores < 1,50 configuram uma escarpa retilínea e valores > 1,50 uma escarpa sinuosa.

Resultado e discussão

As altas cristas quartzíticas da Zona da Mata mineira compreendem um sistema geomorfológico montanhoso formado pela Serra do Ibitipoca, Serra de Lima Duarte e Serra Negra. Para a área verifica-se um arranjo litológico diverso, conforme FIGURA 1. Nesse quadro geológico diverso os quartzitos são os litotipos mais conspícuos, assessorados por gnaisses e xistos pertencentes ao Grupo Andrelândia, interceptados por falhas ou zonas de cisalhamento compressional e indiscriminada (HEINECK et al. 2003). Os trabalhos direcionados à compreensão dos aspectos evolutivos dos terrenos afetados com a instalação do Rift Continental do Sudeste do Brasil (RICCOMINI, 1989) têm apresentado resultados que apontam contundentemente para uma reativação cenozoica das falhas pretéritas. Tal fato é discutido na literatura e assinalado como regimes tectônicos sobrepostos, estes verificáveis pelo alto número de evidências tectônicas tanto no relevo como na drenagem (SILVA & MELLO, 2011; SILVA et al. 2016; MOREIRA et al. 2016). De acordo com Motoki et al. (2008), o mapa da reconstrução da paleomorfologia baseado na topografia atual seguindo a rotina do seppômen representa uma paleosuperfície de maior ou menor cronologia variando de acordo com a equidistância da malha quadrática, ou seja, quanto menor essa malha mais recente é o paleorrelevo representado por ela. Deste modo, os resultados aqui apresentados se referem a uma malha de elaboração mediana, apresentando assim, uma reconstituição paleogeomorfológica correspondente à regressão que a malha trabalhada admite. Aires et al. (2012) apresenta a importância da aplicação da técnica de seppômen para delimitação dos movimentos verticais provenientes de falhas antigas e para avaliação da resistência erosiva de maciços, além de auxiliar na diferenciação dos controles passivos e ativos da região, favorecendo uma interpretação mais coerente dos mecanismos evolutivos em largo termo. A comparação entre o paleorrelevo e o relevo hodierno é apresentada na FIGURA 2, que, associada aos perfis transversais, permite evidenciar a supressão dos valores altimétricos menores que 900 m do relevo atual. Ademais, nota-se que para determinados setores a variação altimétrica se expressa em até 400 metros de um mapa para outro. Ainda com relação a esta primeira aproximação é possível discutir três aspectos. O primeiro destes é a concentração de valores altimétricos de paleorrelevo nas classes entre 900 e 1100 metros, estes ligados atualmente em quase sua totalidade a uma dissecação homogênea e a setores vinculados a uma dinâmica agradacional. O segundo aspecto refere-se à ampliação das classes entre 1200 a 1500 para os setores escarpados e adjacências para o paleorrelevo, dando um aspecto mais suave às feições que compõem estas porções salientes, contrastando com a tipicidade atual destas áreas, que se revelam majoritariamente retrabalhadas e festonadas pelos esforços erosivos. A terceira característica relevante nesse esforço comparativo é o evidente minguamento dos setores escarpados quartzíticos no paleorrelevo, uma vez que estas estruturas congregam os maiores elevados altimétricos para área atualmente. Este terceiro aspecto é justificado pela lógica do seppômen de considerar apenas 1 ponto culminante para cada retângulo da matriz quadrática, o que corroborou para que se tenha setores do relevo atual com cerca 140 metros acima do paleorrelevo. O comportamento descrito anteriormente é evidenciado de modo desanuviado nos três perfis transversais comparativos elaborados para área, assim como no mapa fruto da comparação do paleorrelevo com o relevo atual. Entende-se que o paleorrelevo sugere uma organização geomorfológica pretérita vinculada a uma base litoestrutural, dada por rochas resistentes à ação dos mecanismos intempéricos conspícuos na área. Em concordância, os perfis topográficos transversais comparativos (A- A', B-B' e C-C') elaborados em três setores permitem hipotetizar algo sobre como se deu a evolução morfológica da área, reconstituindo com facilidade o rebaixamento comandado pelos processos erosivos e o desenvolvimento dos vales. A reconstituição paleogeomorfológica também apresenta indícios que se relacionam às zonas ou falhas de cisalhamento compressionais que se comparadas ao relevo atual permitem evidenciar, sobretudo, a atuação dos esforços erosivos na ampliação e reorganização das frentes escarpadas. Desse modo, o cotejo dos dados do índice Sinuosidade da Escarpa Montanhosa - Smf contribuiu para subsidiar a compreensão das evidentes alterações processadas nas frentes escarpadas (QUADRO 1). A comparação entre o Smf do relevo atual e do paleorrelevo permitiu compreender que dos sete setores selecionados para aplicação cinco apresentaram resultados que denotam uma maior sinuosidade no relevo atual em contraste a uma maior retilinidade no paleorrelevo. Esta característica permite inferir que mesmo havendo um controle tectônico ativo as cristas quartzíticas estão sendo continuamente retrabalhadas. Excluindo os dois setores que apresentaram maior retilinidade para o relevo atual, os resultados de Smf para a morfologia hodierna denotam o maior retrabalhamento erosivo dos setores escarpados, representado pela maior sinuosidade dessas escarpas. Contudo, não preponderam expressivas discrepâncias entre os valores para Smf do relevo atual para valores encontrados no paleorrelevo, e uma possível explicação para este comportamento se ancora no controle litoestrutural exercido pelo quartzito, além de uma provável continuidade dos movimentos epirogenéticos para a área vinculados aos esforços deformacionais neotectônicos, o que vem determinando uma prevalente evolução tectono- erosiva e constante rehierarquização da drenagem nestes domínios escarpados, o que resulta em valores de Smf sem contrastes mais expressivos. Setores mais retilíneos no relevo atual foram mensurados nas escarpas sul da serra Negra (disposta na direção E-W) e da serra de Lima Duarte (direção NE-SW), que apresentaram, respectivamente, resultados de Smf para o relevo atual de 1,17 e 1,40 evidenciando uma maior retilinidade destas escarpas em comparação aos valores de 1,25 e 1,75 encontrados para o paleorrelevo. Esta configuração sugere uma proeminência dos processos tectônicos frente à dinâmica erosiva. Nesta perspectiva, a segunda hipótese levantada assume maior coerência para compreensão da relação entre a morfoestrutura e morfotectônica na área, visto que, o fato da Smf expressar maior retilineidade comparado à morfologia pretérita, é um indício claro da continuidade dos esforços tectônicos a partir de movimentos epirogênicos em estruturas antigas. Corroborando com os resultados aqui apresentados, os controles de campo permitiram confirmar a presença de uma tectônica ativa, impressa na paisagem, principalmente, pela presença de inúmeras evidências que se associam diretamente, manifestando-se, por exemplo, na presença de afloramentos rochosos em terraços, paleocanais desconectados das atuais drenagens, capturas fluviais, vales cegos, facetas triangulares e trapezoidais, canais com extrema retilinidade, entre outras.

Mapa geológico e de localização da área de estudo. Fonte: Heineck et al., 2003.


Mapa da hipsometria, Mapa Seppômen e Mapa comparativo entre ambos. FONTE: Os autores.

Considerações Finais

A visualização dos aspectos tectono-erosivos a partir da reconstituição paleogeomorfológica e do relevo atual integrada à aplicação do índice geomórfico Sinuosidade da Escarpa Montanhosa permitiu evidenciar a manutenção dos esforços tectônicos apresentados pela reativação de antigas zonas falhadas relacionadas aos setores escarpados. Os resultados de Smf reportam para a continuidade de um controle tectônico mais contundente na serra Negra e na serra de Lima Duarte, ambas relacionadas às vertentes norte, além de um provável aumento do controle a partir de basculamentos recentes nas vertentes sul da Serra Negra e Lima Duarte. Em toda a área de estudo verificou-se evidências de atividade tectônica operante, tanto a partir das técnicas aplicadas e apresentadas pelo presente paper, como em campo a partir das evidências identificadas. A rotina metodológica permitiu discutir de modo resoluto e integrado os aspectos tectono-erosivos para a área, possibilitando interpretar elementos relevantes de sua evolução geomorfológica. Ciente da complexidade inerente à evolução cenozoica do relevo nos domínios cristalinos do Brasil oriental, que perfazem terrenos submetidos a complicados controles erosivos e tectônicos, é mister a continuidade de estudos sistemáticos no âmbito da geomorfologia estrutural e tectônica, com o aprimoramento permanente e desenvolvimento de novas metodologias capazes de gerar planos de informação e desvelar nuances ainda incompreendidas na evolução do relevo regional.

Agradecimentos

Ao CNPq e a PROPESQ-UFJF pelo apoio financeiro para execução do presente estudo.

Referências

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