Autores

Martins, C.A. (LAGEF - UFF) ; Fernandez, G.B. (LAGEF - UFF)

Resumo

Feições formadas a partir da transposição de ondas podem ser definidas como leque, terraço ou lençol de acordo com as características hidrodinâmicas da transposição e morfológicas da barreira, uma vez que, existe uma relação direta entre a altitude vertical que ondas alcançam no perfil de praia e a morfologia da barreira. O objetivo deste trabalho é descrever feições de transposição ocorridas no setor leste da praia da Massambaba em junho de 2016 em relação com as condições geomorfológicas da barreira, para verificar a influência da topografia no resultado final das feições. Para isto, foi analisado topografia bidimensional transversal e longitudinal a linha de costa e mapeamento dos leques de transposição em planta. Como resultado, foram mapeados leques individuais e terraços, atestando que configurações de praias não uniformes promoveram um fluxo confinado, gerando depósito em leques e uma configuração de praia plana e uniforme promove espalhamento lateral do fluxo, formando terraços

Palavras chaves

Feições de transposição; Transposição; Eventos de tempestade

Introdução

Depósitos de transposição (washover) são considerados subambientes costeiros que surgem quando ondas conseguem ultrapassar em altura a barreira, depositando sedimentos em seu reverso. Transposição (overwash) é a nomenclatura utilizada para descrever o processo de ultrapassagem das ondas sobre a barreira, que gera esses depósitos sedimentares. Para que o processo de transposição ocorra é necessário a elevação do nível médio da água, porém existem outros fatores, que consorciados com as ondas, controlam a intensidade do processo e a morfologia das feições gerada por ele. Isso porque tempestades afetam as barreiras costeiras de formas diferentes, dependendo da sua intensidade e da morfologia dos ambientes costeiros que atingem. Matias et al. (2015) reforça outros fatores naturais tão importantes na compreensão do processo quanto as condições oceanográficas, como a orientação da costa a entrada de tempestades, a batimetria da antepraia, a topografia da praia e do reverso da barreira e a morfologia das dunas. Os termos mais utilizados para as feições resultantes da transposição das ondas são: leque, terraço ou lençol de transposição. Donnelly et al. (2006) distingue os tipos de depósitos de transposição a partir da maneira como a transposição ocorre. Quando o empilhamento da coluna d’água não consegue submergir a barreira costeira, as ondas exploram os espaços de menor altura, canalizando o fluxo de água nesses locais. Esse tipo de transposição gera depósitos em leque, que se caracterizam pela formação de um canal entre as dunas frontais, chamado de canal do leque, podendo assumir a forma de um lóbulo no reverso da barreira, quando há espaço para se espalhar lateralmente. Se o espalhamento lateral no reverso da barreira for grande, a ponto de conectar a borda de leques individuais, formam-se terraços. Os terraços também podem ser formados onde a crista da barreira apresenta elevação baixa e uniforme, caracterizando feições não confinadas. A deposição em lençol é formada apenas quando a transposição gera uma inundação, ou seja, quando o fluxo de água e sedimentos ultrapassa a crista da barreira de forma não confinada e contínua através dela, deixando a barreira submersa. Nesses casos, sedimentos são erodidos tanto da praia, quanto do reverso da barreira, sendo depositados quando o ritmo do fluxo perde velocidade. Diversos trabalhos sobre transposição de ondas e formação de leques salientam que a ocorrência desse tipo de processo vai depender fundamentalmente do alcance do espraiamento da onda em relação a morfologia e morfometria da barreira (Sallenger, 2000; Donnelly, et al., 2006, Donnelly, 2008; Matias, et al, 2008, 2010, 2015; Phantuwongraj, 2013). Desta forma, é importante examinar os aspectos morfológicos e morfométricos das barreiras costeiras que apresentam feições de transposição com a finalidade de entender como a morfologia específica de cada barreira condiciona a forma resultante dos depósitos sobre a barreira. A parte oriental da planície costeira da Massambaba é caracterizada por um sistema duplo de barreiras, separadas entre si por uma depressão que é continuamente agradada de sedimentos através de processos eólicos e marinhos e apresenta alinhamento estrutural de direção leste-oeste, que a deixa exposta a ondulações vindas do quadrante sul associadas à migração de frentes fria. Especificamente nessa área, Fernandez e Muehe (2004), Moulton et al. (2013), Figueiredo (2015) e Fernandez et al. (2016), mostraram que o processo de transposição ocorre, porém pouco se atentaram a formação e a geometria dos depósitos de transposição. Neste sentido, este trabalho tem o objetivo de investigar a interação entre as características morfológicas do setor leste da barreira costeira da Massambaba, litoral do Estado do Rio de Janeiro com a morfologia dos depósitos associados ao processo de transposição, entendendo que a morfologia da barreira condiciona tanto o processo de transposição como a morfologia dos depósitos gerados.

Material e métodos

A utilização de perfis topográficos teve o intuito de registrar características morfológicas da barreira, tanto transversais como longitudinais, visto que a topografia da barreira e seus parâmetros, como altitude e distância entre as dunas frontais, são determinantes para a ocorrência de processos de transposição (Sallenger, 2000; Morton e Sallenger, 2003; Donnelly, 2008; Matias et al., 2010). Os dados topográficos do perfil A foram adquiridos em um ponto localizado sobre uma duna frontal no setor Leste da Massambaba, Os perfis B e C foram traçados em trechos de depressão entre as dunas, com o intuito de caracterizar a morfologia das áreas preferenciais de ocorrência de transposição. A aquisição do perfil transversal A foi feita empregando o método de nivelamento topográfico tradicional em que se utiliza Estação Total e prisma refletor, apoiado por haste. Para manter sempre o mesmo alinhamento e um controle sobre o perfil, o ponto escolhido sempre foi monitorado com dois ou mais referenciais de nível (RN). As altitudes absolutas de cada RN foram obtidas de acordo com a metodologia proposta por Muehe et al. (2003), a partir da relação entre a variação da maré registrada no recuo máximo do espraiamento no momento do primeiro levantamento e o nível médio do mar estabelecido para o Estado do Rio de Janeiro (de 0,68 metro, segundo a Diretoria de Hidrografia e Navegação). Dessa maneira, cada levantamento topográfico posterior foi ajustado e corrigido a partir de cotas altimétrica fixas conhecidas dos RNs. Os perfis B e C foram traçados seguindo o mesmo método descrito em A, porém por terem sido aquisitados apenas uma vez, após o evento de transposição, os perfis foram ajustados pela variação da maré registrada no recuo máximo do espraiamento no momento do levantamento. A coleta de dados transversais em campo contemplou as feições da parte emersa, desde o reverso da barreira até o recuo máximo de espraiamento. Em laboratório os perfis foram digitalizados e processados utilizando o software Microsoft Excel 2007, e posteriormente, sobrepostos em um gráfico de dispersão de linhas suavizadas. Os perfis longitudinais D, E e F foram traçados de forma longitudinal com o intuito de registrar a topografia frontal da praia e foram confeccionados com aparelho DGPS, modelo GTR da TechGeo de dupla frequência, em modo cinemático ao longo da barreira. O DGPS possibilita a aquisição de pontos referentes a coordenadas (x e y) e cotas (z) a cada segundo, sendo configurado para coletar pontos com coordenadas planialtimétricas. Em laboratório, os dados do DGPS foram descarregados no software NovAtel CDU e depois transferidos para o software GTR Processor 2.89 onde passam por um processo de correção das coordenadas, obtidas através dos dados do RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo), ajustando os valores de X e Y. O nível médio do mar atuou como datum vertical para a obtenção de Z. Para os valores planimétricos X e Y considerou-se o datum WGS 1984. Posteriormente, a diferença entre a ondulação do geoide e a altura do elipsoide foi calculada no programa MapGeo versão 2010, disponibilizado pelo IBGE e corrigida em planilhas do programa Microsoft Excel 2013. Os valores planialtimétricos adquiridos através de caminhamento então foram convertidos para formato .xls para criação dos perfis topográficos no programa ArcGis 10.4. Posteriormente, os perfis foram plotados em um gráfico de dispersão no programa Microsoft Excel 2013. Também foi realizado o mapeamento da feição dos depósitos de transposição em planta (áreas 1, 2 e 3) para investigar as feições resultantes do evento ocorrido em junho de 2016. Os dados obtidos no contorno do alcance máximo das ondas que causaram transposição também foram adquiridos com DGPS, percorrendo a linha de resíduos sólidos deixado pelas ondas. Os dados do contorno foram plotados espacialmente na imagem de 2005 do IBGE utilizando o programa ArcGis 10.4 para produzir o mapa final dos leques.

Resultado e discussão

A análise dos perfis longitudinais ao longo da base das dunas frontais permitiu identificar nuances geomorfológicas importantes a serem associadas aos processos de transposição das ondas. Os perfis foram adquiridos na boca das feições geradas por transposição e mostram uma morfologia complexa de dunas frontais, que aparecem de forma descontínua e irregular ao longo da barreira, variando em forma, largura e altura, sendo intercaladas por áreas de depressão (figura 1). Os perfis longitudinais ilustram satisfatoriamente a irregularidade na morfologia das dunas frontais ao longo da costa, que variam de cristas bem desenvolvidas, com elevações ultrapassando os 6 metros de altitude, até áreas deprimidas, onde são formados os canais dos leques, que exibem alturas máximas entre 2 a 3 metros. A morfologia deste trecho é sensivelmente distinta da morfologia em direção a oeste, onde Figueiredo et al. (no prelo) mostram a formação de dunas frontais incipiente com altitudes variáveis entre 4 e 5 metros e topos formados por dunas frontais estabelecidas, sendo a altimetria do setor Oeste o principal fator de impedimento do processo de transposição. Os resultados morfológicos de acumulações eólicas e depressões indicam um ambiente propício a formação de depósitos de transposição do tipo leques, onde o fluxo da transposição de ondas se concentra nos espaços de depressão entre as dunas frontais, concordando com discussões feitas por Morton e Sallenger (2003), Donnelly e Sallenger (2007), Matias et al. (2010, 2017) e Phantuwongraj et al. (2013). À medida que o fluxo ultrapassa a área entre as duas frontais, conhecida como canal do leque, ele pode se espalhar lateralmente, caso a topografia do reverso das dunas permita e formar a parte do lóbulo. Aparentemente a morfologia descontínua das dunas frontais é reforçada pela ocorrência do processo de transposição na área, indo de acordo com os resultados de Houser (2013). Houser (2013) indica que a variação na morfologia das dunas ao longo da costa se mantém pela ocorrência sucessiva de eventos de transposições de onda, reforçando o padrão descontínuo das dunas frontais. Somado a isso, Moulton et al. (2013) ressalta que por causa da ocorrência de eventos de transposição entre as dunas frontais, o campo de dunas e a área do pós-praia apresenta baixa taxa de colonização de vegetação, dificultando também o desenvolvimento das dunas de forma uniforme e contínua ao longo da barreira. Essa morfologia irregular da barreira dificulta a previsão de uma única resposta morfológica ao impacto de tempestade, como aponta Houser (2011). O autor ao tentar determinar como a variação na altura das dunas na Península de Matagorda, Texas afeta a resposta morfológica da barreira a tempestades, esclarece que, ao mesmo tempo que as dunas frontais são pontos onde há resistência a transposição, com respostas erosivas e formação escarpas, as áreas de depressão são pontos onde há formação de canal de leque, erosão lateral das dunas adjacentes e deposição de sedimentos com potencial para desenvolvimento de cortes eólicos. Em resumo, em barreiras onde a topografia das dunas frontais é irregular não haveria apenas um tipo de impacto de uma tempestade, como erosão simples e linear, como sugere Sallenger (2000) e sim um conjunto de respostas que combinam erosão frontal e lateral das dunas com deposição de sedimentos no reverso, influenciando diretamente na evolução e equilíbrio sedimentar da barreira. Somado a análise dos perfis longitudinais, foram traçados perfis transversais com a finalidade de ilustrar a topografia do reverso da barreira e compreender sua influência no resultado final dos depósitos de transposição (Figura 2). Comparando um perfil transversal sobre uma duna frontal (perfil A) com dois outros perfis transversais em área de depressão, onde há registro de depósitos causados por transposição de onda (perfil B e C), de fato verifica-se diferenças fisiográficas evidentes em relação a topografia (figura 2). Os perfis B e C se estendem desde o alcance máximo das ondas até o alcance máximo do depósito de transposição no interior da barreira. Esses perfis transversais apresentaram extensão de 186,59 (perfil B) e 174,45 (perfil C) metros, indicando o provável alcance dos processos de transposição sobre o reverso da barreira. As altitudes, no reverso da barreira, não ultrapassam 1,5 de altura, mostrando um reverso deprimido. A morfologia similar entre os perfis nas áreas de depressão, com crista da barreira alcançando até 3 metros de altitude e reverso deprimido, sugere o resultado da ação das ondas nesses locais ao ultrapassar a barreira, que carregam os sedimentos e o espalham lateralmente nas áreas de altitude baixa, aplainando a superfície nessas áreas e impedindo o desenvolvimento de dunas frontais. O gráfico do perfil transversal A ilustra parte do reverso da barreira protegido pelas dunas frontais e mostra uma morfologia descontínua de dunas frontais em direção ao interior da barreira com uma feição bem desenvolvida mais próxima à face de praia, que atinge quase 6 metros de altura, e dunas frontais menores, de 1 a 2 metros à retaguarda dessa. A duna mais desenvolvida frontalmente ao mar exerce um papel de proteção sobre a barreira nesse ponto contra a ação das ondas, fazendo com que os processos eólicos ajam de forma predominante nesses locais, gerando dunas nas áreas de sombra daquela. Os perfis transversais em conjunto com os longitudinais ilustram uma morfologia de dunas frontais irregular não apenas frontalmente ao mar, mas também ao longo da extensão da barreira. As feições geradas após o evento de transposição de ondas podem ser observadas em conjunto na figura 3. Quatro feições distintas foram mapeadas em junho de 2016, representados pelos terraços, numerados em 1 e 2, e leques individuais, numerados em 3 e 4. Todos os depósitos mostram grande desenvolvimento tanto em comprimento quanto em extensão ao longo da barreira. A distância em direção ao continente entre os depósitos variou de 183,80 metros (terraço 2) a 85,66 metros (leque 3). Ao analisar os 3 perfis longitudinais com a morfologia dos depósitos (figuras 1), nota-se que o fluxo que transpôs a barreira costeira conseguiu aproveitar os espaços deprimidos entre as dunas frontais na parte frontal da praia e no reverso da barreira explorou as áreas planas e de baixa altitude, mantendo-se confinado na presença de topografia irregular. O terraço 1 e o terraço 2 foram formados a partir de depósitos individuais que se fundiram no reverso da barreira pelo espalhamento lateral de água e sedimentos, por isso, ambos mostram duas bocas em sua morfologia. De acordo com Morton (2002) e Morton e Sallenger (2003) essa morfologia se enquadra na classificação de terraços de transposição. Analisando os perfis longitudinal D-D’ e E-E’ é possível perceber que ambos apresentam trechos com distancias largas entre as dunas frontais, que alcançam quase 100 metros. Nesses trechos, a morfologia frontal da praia resulta em feições largas do início ao fim, que já caracterizaria um terraço de transposição, por não haver a parte estreita do canal do leque. Os depósitos 3 e 4 apresentam forma de leques de transposição estreitos e sem forma definida, devido à falta de espaço para o espalhamento lateral pela presença de dunas frontais no reverso da barreira. O perfil longitudinal F-F’ expõe os pequenos espaços entre as dunas frontais, que variam de 10 a 20 metros de distância, onde são formadas as áreas de Canal do Leque, presente nesses 2 depósitos. Essa morfologia irregular nos leques 3 e 4 evidenciam o papel da topografia no reverso da barreira no controle sobre o alcance e desenvolvimentos lateral dos depósitos de transposição, concordando com os apontamentos de Schwartz (1975) Morton e Sallenger (2003), Donnelly e Sallenger (2007), Phantuwongraj et al. (2013) e Matias et al. (2017).

Perfis longitudinais adquiridos na área da boca das feições de transposição referentes ao setor Leste da Massambaba


Perfil topográficos transversais sobre duna frontal (Perfil A) e sobre as áreas de depressão (Perfis B e C)


Feições de transposição na parte oriental da barreira da Massambaba gerados em junho de 2016

Considerações Finais

A morfologia da barreira frontal no setor Leste da Massambaba é marcada por áreas deprimidas entre acúmulos eólicos, que aparecem descontínuos e irregulares ao longo da barreira e também em seu interior. O desenvolvimento deste padrão é muito provavelmente resultado da ação de ondas de tempestades que alcançam o reverso da barreira, criando feições de transposição e impedindo o desenvolvimento das dunas de forma contínua. Por sua vez, as dunas, localizadas frontalmente ao mar, servem como uma espécie de bloqueio à transposição de ondas nos pontos que estão localizadas, formando uma área de sombra às suas retaguardas, dando proteção à formação de dunas frontais também no interior da barreira. A análise do mapeamento das feições de transposição em conjunto com os perfis topográficos mostra que a topografia da barreira exerce um papel importante de controle sobre o alcance e espalhamento lateral do fluxo de água, influenciando diretamente a formação das feições de transposição. Assim, as feições são resultado direto da associação entre a geomorfologia da barreira, frontal e do reverso, e a transposição de ondas. O mapeamento desses depósitos de transposição evidenciou dois tipos de morfologia: leques e terraços. Os leques apresentam um formato estreito e alongado, condicionado pela topografia do reverso da barreira, determinado pelas dunas frontais. Os terraços se formaram por depósitos individuais que se agruparam na retaguarda das dunas frontais por espalhamento lateral.

Agradecimentos

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