Autores

Martins, A. (UNIVERSIDADE DE ÉVORA) ; Cunha, P. (UNIVERSIDADE DE COIMBRA) ; Gomes, A.A. (UNIVERSIDADE DO PORTO)

Resumo

Usou-se a projecção do perfil longitudinal côncavo e regularizado dos troços a montante em tributários do rio Douro português, para avaliar a incisão fluvial e a sua relação com a tectónica diferencial em compartimentos atravessados pelo rio. O perfil regularizado representa uma morfologia ancestral do rio Douro que é diferente do que evoluiu para a actual morfologia convexa encaixada. No troço das Arribas do Douro (o Douro Internacional) a incisão apresenta valores >500 m, com ca. 440 m nas imediações da falha da Vilariça e >600 m nos Planaltos e Montanhas do NW de Portugal (mais a jusante). Os troços com perfil regularizado reflectem uma conexão estabelecida entre o Douro ancestral e o litoral Atlantico. A ulterior etapa de incisão relaciona-se com um contexto de contínuo soerguimento regional, baixos níveis do mar e climas mais frios, com soerguimento diferencial essencialmente promovido por desligamentos esquerdos NNE-SSW.

Palavras chaves

Rio Douro ancestral; Perfil longitudinal; Soerguimento diferencial

Introdução

O rio Douro (Duero em Espanha) é o segundo mais comprido rio da Península Ibérica (897 km). Nasce na Serra de Urbión (2080 m de altitude) e desagua no Oceano Atlântico, junto à cidade do Porto . Tem um traçado geral E-W, excepto no troço entre Castro de Alcañices e Barca d’Alva, onde se apresenta NE-SW, denominado Douro Internacional (Fig.1). Em Espanha, o rio corre na Bacia Cenozoica do Douro (BCD), mas a jusante de Zamora passa a correr sobre o Maciço Hespérico, composto por rochas metamórficas e granitóides pré- câmbricas e paleozóicas. Em Portugal, o Douro cruza dois importantes desligamentos esquerdos NNE-SSW (a falha da Bragança-Vilariça-Manteigas e a falha de Régua-Verín-Penacova), responsáveis pela estruturação regional do relevo do centro e norte de Portugal (Ferreira, 1978). No troço de Zamora a Barca d’Alva, o Douro vence um desnível de ca. 500 m em 150 km (0,3%), formando um canhão conhecido por “Arribas do Douro”. No perfil longitudinal, este troço constitui uma knickzone entre o troço a montante correndo na BCD e o troço a jusante de Barca d’Álva (Antón, 2012, 2014). De Barca d’Alva até à foz, o rio apresenta muito poucos terraços, excepto quando atravessa bacias tectónicas, como acontece em Barca d’Alva e na Vilariça (e.g. Cabral, 1995; Cunha & Pereira, 2000). Nestas bacias foram reconhecidos sete níveis de terraços, mas a maioria é desprovida de sedimentos (Cunha et al., 2010; Gomes et al., 2014; Martins et al., 2014). Acima destes terraços, a cartografia geomorfológica permitiu identificar, em Espanha, duas superfícies de erosão aos 750-800 m e aos 630-700 m de altitude, a última (ca. +165 m acima do leito do rio), formada durante os estádios iniciais da incisão fluvial (Escudero et al., 2000; Sans Santos et al., 2000; Villar et al., 2000). Em Portugal, estas superfícies encontram- se, respectivamente, aos 600-780 m e aos 480-550 m (Ferreira, 1978, 1991). Sobre a superfície mais alta, o derrame de leques aluviais cascalhentos, conhecidos na Ibéria como sedimentos de leques aluviais com fácies raña, (Martin-Serrano, 1988) constituem a última plataforma aluvial anterior ao encaixe do Douro, com idade atribuída à transição Plio-Plistocénico (Perez- Gonzalez e Gallardo, 1987; Pereira, 1997; Gutierrez Elorza et al., 2002;) ou mesmo ao final do Gelasiano (Pais et al., 2012; Silva et al., 2017) e marcando a transição do sistema aluvial endorreico da BCD para o sistema de drenagem exorreico. Em Cunha et al. (2017) foi proposto que o rio Douro actual se formou por um transbordo para oeste durante um período de clima húmido, a partir da BCD que até então era endorreica. Em Portugal, o escoamento teria passado por sucessivos prévios windgaps, alargando pequenas bacias sedimentares de desligamento desaguando no Atlântico com o nível do mar a ca. de +40 m (Dowsset et al., 1996). Do Calabriano à actualidade, os dominantes períodos de muito baixo nível do mar em contexto de contínuo levantamento tectónico provocaram a etapa de encaixe fluvial. A tectónica fini-cenózoica desta região tem sido dominada pela actividade de desligamentos esquerdos NNE-SSW (Cabral, 1995, 2012; Rockwell, 2009; De Vicente et al., 2011). A falta de registo sedimentar dos terraços fluviais, juntamente com as poucas datações absolutas disponíveis tem constituído uma dificuldade no estudo da evolução do rio Douro. Neste contexto, os perfis longitudinais dos tributários principais, constituem uma informação adicional sobre a evolução de longo termo da paisagem (Crosby e Whipple, 2006; Harkins, et al., 2007; Antón, et al., 2012; Martins et al., 2017; Mandal et al., 2017). Neste trabalho analisou-se o perfil longitudinal de tributários do rio Douro português para se identificar a altitude que teria o perfil longitudinal do ancestral rio Douro, prévio à etapa de encaixe da rede hidrográfica. As variações locais no perfil longitudinal do rio servem também para caracterizar a tectónica diferencial e identificar as falhas activas durante o Quaternário.

Material e métodos

Neste trabalho utilizamos cartografia geomorfológica não publicada, outra produzida por Ferreira (1978), modelos digitais de terreno (MDT) bem como alguns levantamentos de campo destinados ao reconhecimento dos terraços do rio Douro, situados abaixo das duas superfícies com extensão regional anteriormente referidas. A cartografia geomorfológica permitiu identificar retalhos das superfícies de erosão e níveis de terraços enquadrados por vertentes, assim como a altitude destes acima do leito do rio. Os MDT para análise hipsométrica do relevo foram produzidos a partir do Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) com resolução de 30 m. A rede hidrográfica foi gerada a partir dos MDT utilizando a ferramenta Hydrology do ArcGis e a extracção dos perfis fez-se através do 3D Analyst, tendo-se considerado como pontos de referência para medição das altitudes e dos comprimentos dos perfis longitudinais a intersecção das curvas de nível, equidistantes de 10 m, com a rede hidrográfica gerada a partir dos MDT. Usando a regressão na função potencial do gradiente versus comprimento (Equação 1) e a regressão linear do logaritmo natural da distância, versus logaritmo natural do comprimento (Equação 2), foi possível identificar com precisão o troço relíquia e o troço rejuvenescido. S=kL^(-λ) (1) ln S = ϒ – λln L (2), onde: S corresponde ao gradiente, L corresponde ao comprimento, ϒ corresponde ao logaritmo natural de k, k e λ são contantes extraídas das regressões. A reconstituição do perfil relíquia dos tributários do Douro até à desembocadura foi determinada através da equação do perfil equilíbrio (Gordrich e Bishop, 2007; Equação 3), derivada das duas equações anteriores, H=H0-k L^((1-λ) )/(1-λ) (3), onde: H corresponde à altitude do perfil de equilíbrio; H0 corresponde a uma estimativa da altitude teórica da linha divisória de águas considerando que os processos hidráulicos foram activos até às cabeceiras da divisória de águas.

Resultado e discussão

Na área de estudo (sector português do Douro; Figs. 1 e 2), o rio apresenta um vale com meandros encaixados no duro substrato metamórfico e granítico. Os tributários do Douro português apresentam na sua parte mais a montante um troço relíquia, separado da sua parte mais a jusante por uma importante rotura de gradiente, distanciada da desembocadura consoante a dimensão da bacia de drenagem (Fig. 3). Esta rotura corresponde ao limite montante de propagação de sucessivas vagas de erosão e separa o troço rejuvenescido do troço relíquia não afectado pela descida relativa do nível de base geral, ocorrida com a passagem da fase endorreica da drenagem para a fase exorreica. Levantamentos dos perfis longitudinais dos tributários do Douro espanhol (Antón, et al., 2012) e do Douro português, mostram que os troços relíquia são bem descritos através de funções potenciais entre o gradiente versus comprimento do rio, mostrando que estes troços atingiram um grau de regularização próximo do “perfil de equilíbrio”, numa paisagem aplanada e estável (steady state landscape) anterior à etapa de encaixe. Este relevo fini-neogénico foi descrita por Martin-Serrano (1988) como uma morfologia de “rasgos seniles”, onde a ligação entre a BCD e os relevos envolventes se processa por meio de glacis erosivos que penetram no interior das montanhas através de passagens antigas. A representação gráfica do logaritmo natural do gradiente (ln S) versus logaritmo natural do comprimento (ln L) permitiu identificar em todos os tributários do Douro um troço relíquia, distinto do troço rejuvenescido, separados por uma rotura no perfil longitudinal (Fig. 3). Esta rotura encontra-se mais recuada na bacia hidrográfica do rio Coa com maior área de drenagem do que na ribeira de Aguiar, ou no rio Torto, com bacias de drenagem mais limitadas. Os cursos de água com percurso na superfície da Meseta Ibérica a Este da falha da Vilariça, revelam um estádio de regularização muito próximo do perfil de equilíbrio. Por exemplo, no troço relíquia do rio Coa, a ratio entre a altitude do perfil real e a do perfil de equilíbrio idealizado varia entre 0,95 e 1,00 com um desvio padrão de apenas 0,01 em 47 pontos do perfil. A estreita variação entre as cotas do perfil real e do perfil idealizado concorda com os traços gerais do relevo da Meseta Ibérica, descritos por Martin-Serrano (1988), e está em conformidade com um longo período de estabilidade do nível de base, da drenagem endorreica fini- neogénica. A reconstituição dos perfis de sete tributários da margem esquerda do rio Douro (Fig. 4) revela altitudes bastante diferentes dos troços relíquia entre os cursos de água que correm a Este da falha da Vilariça e os que correm nos sistemas montanhosos a ocidente desta falha (Planaltos Centrais e Montanhas Ocidentais de Portugal). Na superfície da Meseta Ibérica, a E da falha da Vilariça, a ancestral desembocadura do rio Águeda e ribª de Tourões, determinada através da projecção dos perfis relíquia, situa-se acima de 600 de altitude (>490 m acima do leito actual), mas junto à falha da Vilariça a ancestral desembocadura do rio Coa situa-se a cerca de 550 m de altitude (cerca de 450 m acima do leito actual). Esta diferença concorda com o abatimento da superfície da Meseta de encontro à falha da Vilariça (Ferreira, 1978). Transposto este acidente, as ancestrais desembocaduras dos tributários posicionam-se a altitudes superiores às verificadas junto da falha da Vilariça (Fig. 4), excepto a ancestral desembocadura do Távora (518 m). Contudo, o valor da incisão do Távora (458 m), é ligeiramente superior à incisão do rio Coa (453 m), mostrando a importância do soerguimento regional a W da falha da Vilariça. Os troços médios e superior do Távora encontram-se controlados por um corredor de falhas NW-SW que, juntamente com as particularidades litológicas, parecem ter favorecido o desenvolvimento de outros níveis, inferiores ao da superfície da Meseta (Ferreira, 1978). A relevância do uplift regional no controlo da incisão é particularmente notória nos restantes tributários do Douro (Paiva, Torto e Teja) cujos troços relíquia se situam nos compartimentos mais soerguidos, seja o Planalto da Nave, ou a fragmentação deste ao norte e a leste do rio Távora. A projecção dos perfis relíquia parece indicar que estes perfis se relacionam com a segunda superfície de erosão regional situada em território Português a 480-550 m (Ferreira, 1978) e relacionada com o primeiro episódio de incisão fluvial.

MDT do Rio Douro, desde o sector ocidental da BCD, até à foz no Atlântico


Rio Douro na Carta Geológica de Portugal 1:1 000 000 (LNEG, 2010). Granitos (ϒ), quartzitos (Oa) restantes litologias são outras rochas metamórficas.


Perfil longitudinal do Rio Coa, tributário do Douro


- Tributários do Douro.KP - Knickpoint; PP - altitudes do Douro ancestral (preto); incisão (vermelho); 1 – troço relíquia; 2 – troço em ajustamento.

Considerações Finais

Os perfis longitudinais dos tributários do Douro mostram dois troços distintos, um troço relíquia superior, de quase equilíbrio e um troço inferior em fase de ajustamento ao nível de base atlântico. O troço relíquia é uma forma herdade, de quase equilíbrio, favorecido por condições de estabilidade prolongada do nível de base e pelo caracter endorreico da drenagem para a BCD. Esta bacia, com maior desenvolvimento em território Espanhol, teria o seu limite ocidental, controlado pela falha da Vilariça. A inversão na dinâmica sedimentar da BCD (enchimento/esvaziamento), implicou um drástico ajustamento da drenagem e modificação da morfologia regional. O limite montante do ajustamento da drenagem está representado no curso principal pela knickzone no troço entre Zamora e Barca d’Alva, que comporta o canhão das “Arribas do Douro”. Esta knickzone encontra-se relativamente fixa por imposições litológicas, mas nos tributários as sucessivas vagas de erosão progrediram em função das áreas das bacias e o seu posicionamento define, no perfil longitudinal, um limite móvel entre o troço em fase de ajustamento e o troço relíquia. A incisão do Douro, essencialmente comandada pelo soerguimento regional, mas também por níveis do mar mais baixos que os do Pliocénico, revela diferenças substanciais de encaixe entre o troço do Douro a jusante da falha da Vilariça e o troço imediatamente a montante, traduzindo actividade tectónica neste acidente durante a fase de encaixe da drenagem.

Agradecimentos

Este estudo foi apoiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, bem como pela União Europeia, através do Fundo de Desenvolvimento Regional Europeu, baseado no COMPETE 2020 (Programa Operacional da Competitividade e Internacionalização), através dos projectos UID/GEO/04683/2013 - ICT e UID/MAR/04292/2013 – MARE. Agradece-se a Martin Stokes uma revisão do texto.

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