Autores

Waldherr, F. (UERJ) ; Araújo-júnior, H. (UERJ) ; Rodrigues, S.W. (UERJ) ; Tupinambá, M. (UERJ)

Resumo

Os tanques naturais ocorrem nas regiões Nordeste e Sudeste do Brasil, sendo os da primeira região extensivamente analisados em termos paleontológicos. Entretanto, estudos relacionados à possível origem dessas cavidades naturais encontram-se paralisados desde 1990. O presente trabalho discorre sobre novas interpretações sobre a origem e desenvolvimento dos tanques naturais, apresentando um ponto de visto genético do tipo polifásico. Ao contrário da necessidade da superfície estar exposta para iniciar a formação da cavidade, o tanque pode ter sua origem e desenvolvimento associado ao ambiente subedáfico, sendo posteriormente exposto. A corrosão química e a migração e concentração de cargas em subsuperfície são considerados processos importantes para a gênese dos tanques naturais. O trabalho propõe a utilização do termo tanque natural raso e escarpado para as cavidades naturais não-fluviais. O modelo polifásico constitui uma via de compreensão ao tema sobre formação de tanques no Brasil.

Palavras chaves

Tanques naturais; Modelo polifásico; Nordeste do Brasil

Introdução

As primeiras referências sobre tanques naturais, na literatura acadêmica, datam do final do século XVIII (Fernandes et al., 2013) e início do século XIX (Casal, 1817a, 1817b; Spix & Martius, 1824). Atualmente o termo tanque (lato sensu) é utilizado no Nordeste do Brasil para denominar, de forma generalizada, qualquer cavidade natural encontrada sobre terrenos granítico- gnáissicos e, por vezes, em rochas sedimentares (Mabesoone et al., 1990; Santos et al., 2002; Ximenes, 2003, 2009; Araújo-Júnior & Porpino, 2011; Araújo-Júnior et al., 2011, 2013a, 2013b, 2015, 2016). Em alguns casos, a terminologia era até mesmo associada ao trabalho de escavação, por parte dos pesquisadores, sobre os sedimentos que preenchem a cavidade. Desse modo, o termo ''tanque'' (no lato sensu) desconsidera os distintos processos genéticos que podem estar relacionados à origem e ao desenvolvimento de uma determinada cavidade natural. Embora os tanques (lato sensu) tenham sido analisados e descritos ao longo dos séculos, principalmente em termos de conteúdo fossilífero, pouco se tem discutido sobre os processos responsáveis pela sua origem. Desde a década de 1910 até meados dos anos de 1990 os modelos propostos para a origem dos tanques (lato sensu) no Nordeste brasileiro baseavam-se em três situações: i) processo de evorsão; ii) o fator composicional do embasamento cristalino; e iii) a influência do sistema de fraturas e diáclases, sendo os dois últimos responsáveis pelo estabelecimento de áreas preferenciais ao intemperismo físico-químico em condições subaéreas (Branner, 1915; Moraes, 1924; Moraes Rêgo, 1926; Domingues, 1952; Paula-Couto, 1953; Rolim, 1974, 1982; Santos, 1982; Oliveira, 1989; Oliveira et al., 1989; Oliveira & Hackspacher, 1989; Mabesoone & Castro, 1975; Mabesoone et al., 1990). Entretanto, estudos recentes sobre a origem de feições similares aos tanques nordestinos (tanques, no lato sensu) em outros continentes têm associado essas formas ao trabalho de corrosão química ou à migração e concentração de cargas em subsuperfície (Twidale, 1989; Vidal Romaní, 1989; Campbell & Twidale, 1995; Campbell, 1997; Vidal Romaní & Twidale, 1998; Vidal Romaní & Yepes Termiño, 2004; Twidale & Vidal Romaní, 2005; Mayor Rodriguez, 2011). As pesquisas no meio acadêmico internacional têm atribuído um caráter polifásico, e inicialmente sob condições subedáficas, para a origem e desenvolvimento de cavidades sobre o embasamento cristalino. O termo ''tanque natural'' (stricto sensu) é utilizado e subdivido, posteriormente, em ''tanque natural raso'' ou ''tanque natural escarpado'', levando em consideração os processos genéticos envolvidos e sua forma exposta sobre o embasamento cristalino. O presente trabalho busca trazer novas interpretações sobre a possível origem dos tanques naturais na região Nordeste do Brasil, utilizando estudos sobre feições análogas em outras partes do mundo, e formalizar a utilização do termo “tanque natural” (stricto sensu), com suas especificidades, na literatura acadêmica nacional. Desse modo, a finalidade deste trabalho é preencher a lacuna existente sobre a formação de tanques naturais no nordeste brasileiro.

Material e métodos

A distribuição geográfica dos tanques, previamente estudados por diversos autores, inclui parte da região do Nordeste do Brasil, mais precisamente nos estados do Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoas, Sergipe e a parte norte do estado da Bahia. A paisagem do interior do Nordeste é constituída por uma ampla variedade de aspectos geomorfológicos. Existem amplos vales interioranos, serras escarpadas, extensas depressões sertanejas, maciços estruturais, superfícies de aplainamento e os inselbergs, ou pães-de-açúcar, os quais despontam na paisagem do nordeste brasileiro. Geralmente os tanques naturais ocorrem próximos aos maciços rochosos, lajedos e, ocasionalmente, nos chamados mares de pedra ou blocos (campo de matacões), aflorando em meio à típica vegetação de caatinga. O arcabouço geológico da área de estudo ocupa por completo a Província Borborema e a parte setentrional do Cráton do São Francisco. Segundo Almeida et al. (1981) a Província Borborema compreende uma área do Nordeste setentrional localizada a leste da Bacia do Parnaíba e ao norte do Cráton do São Francisco. Rodrigues et al. (2010) definem a Província como uma ampla região brasiliana constituída por litologias metamórficas e ígneas, formada por um sistema ramificado de orógenos neoproterozoicos, separados por terrenos de idade proterozoica que, eventualmente, apresentam núcleos arqueanos (Almeida et al., 1981; Brito Neves et al., 2000). Destaca-se na Província Borborema um amplo magmatismo associado ao evento orogênico brasiliano, entre 750 e 540 Ma, durante o Neoproterozoico, com extensos e diversificados plútons graníticos nos quais ocorre a maior parte das formas minoritárias do relevo existentes na paisagem sertaneja. Entre as inúmeras formas destacam-se os tanques naturais de variados tamanhos e cotas altimétricas sobre o embasamento cristalino. O presente trabalho elaborou um minucioso levantamento bibliográfico sobre as diversas interpretações para a possível origem dos tanques naturais, incluindo estudos de formas análogas em outros continentes. A maior parte da compilação de materiais acadêmicos sobre a gênese dos tanques data desde o final do século XIX até meados dos anos de 1990. Os trabalhos mais recentes, dos anos 2000 até hoje, baseiam-se em estudos de feições similares aos tanques naturais do nordeste brasileiro observadas em diferentes países da Europa e Oceania. O conjunto de observações e análises elaboradas em numerosos trabalhos de campo realizados por alguns dos autores deste trabalho em sítios paleontológicos na região Nordeste do Brasil, adicionado à revisão da literatura sobre o assunto, auxiliaram na proposta de sequência evolutiva de hipóteses e modelos sobre a origem dos tanques naturais nordestinos. As classificações dos tipos genéticos foram utilizadas com base nas características definidas por Mayor Rodriguez (2011) para feições análogas aos tanques encontradas no noroeste da Espanha, sendo definidos como ''monofásicos'' ou ''polifásicos''. O trabalho apresenta os diferentes processos que se desenvolvem e caracterizam o tipo polifásico. Em suma, a compilação de estudos e levantamentos de trabalhos anteriores de feições análogas em outros continentes, auxiliou a elaborar uma classificação dos tanques naturais do Nordeste, levando em consideração sua origem e desenvolvimento.

Resultado e discussão

Segundo Mayor Rodriguez (2011) a origem de feições análogas aos tanques naturais pode ser analisada sob o modelo do grupo polifásico. O modelo polifásico propõe uma origem em subsuperfície para essas feições, podendo ser formados através da corrosão química ou gerados a partir da migração e concentração de cargas; posteriormente, essas depressões subsuperficialmente iniciadas quando expostas são condicionadas aos mesmos controles exógenos que ocorrem em ambiente subaéreo. Os tanques polifásicos subedáficos desenvolvem-se sob um perfil edáfico, sendo o resultado do avanço irregular da frente de alteração e do acúmulo de umidade na base do material inconsolidado que constitui o regolito (Twidale, 1989, 2002; Vidal Romaní, 1989; Vidal Romaní & Twidale, 1998). As águas que percolam em subsuperfície tendem a aproveitar as zonas de debilidade presentes no embasamento cristalino sob o manto de intemperismo (Twidale, 1989). Geralmente as zonas preferenciais ao ataque intempérico e corrosão química possuem composição mineralógica diferenciada, por exemplo, os xenólitos ou autólitos (enclaves) e em diques. As variações texturais da rocha também representam um outro fator condicionante, juntamente com os sistemas de juntas e fraturas existentes no arcabouço geológico. Ao remover a cobertura sedimentar, o material que foi retrabalhado em subsuperfície tende a ser exumado e as formas, resultantes da corrosão química, são denominadas como formas etch. Entre as inúmeras formas desenvolvidas, destacam-se os tanques naturais sobre o embasamento cristalino. Assim, o processo de corrosão química responsável pela formação dos tanques polifásicos subedáficos evoluem em duas etapas (Figura 01). A primeira refere-se ao modelado da frente de alteração segundo os fatores referidos anteriormente: o controle litológico e/ou estrutural em subsuperfície. Segundo Twidale (1989), essa etapa sempre tem lugar em condições subterrâneas, ou seja, por debaixo da superfície e livre das condições atmosféricas. A segunda etapa implica na denudação do regolito e a exposição da frente de alteração. Geralmente o trabalho remontante da drenagem tende a remover o regolito; no entanto, a denudação pode ser realizada, com resultados semelhantes, por exemplo, pela ação direta de ondas, próximo ao ambiente costeiro, e por ação do vento, em um ambiente de deflação (Twidale, 1989). Na maior parte das vezes quando a forma, no caso o tanque natural, é exposto à superfície, o material rochoso perde o contato com o regolito, ou seja, o tanque deixa de manter uma área umedecida onde atua a frente de alteração na rocha e permanece relativamente seco e estável. O modelo de tanque polifásico gerado em condições subedáficas possivelmente desempenha o mais importante papel na origem e desenvolvimento de tanques naturais em áreas próximas de inselbergs no Nordeste brasileiro. A formação dessas depressões seria o resultado de um processo de corrosão química prolongado em subsuperfície, sendo posteriormente exposto. O desenvolvimento de sistemas de fraturas/diáclases pode ser associado à atuação de processos geológicos internos, sendo originado durante o resfriamento de um magma e/ou durante fases de deformação de caráter rúptil ou por meio de eventos atectônicos, como por exemplo, as fraturas de alívio de tensão, originadas pela expansão da rocha em direção a superfície, resultante da redução da pressão confinante após o soerguimento e/ou erosão das camadas sobrejacentes (Fernandes & Amaral, 2006). Geralmente em grandes profundidades (dezenas de quilômetros), as fraturas correspondem às principais movimentações rúpteis, e posteriormente por alívio de tensão, sobre o embasamento cristalino durante o extenso tempo geológico na Plataforma Sul-americana, nesse caso, na Província Borborema. Esses conjuntos de sistemas de fraturas, uma vez alcançados pela frente de intemperismo sob o manto regolítico – atualmente, alcançando dezenas de metros de espessura, mas pode chegar a maiores profundidades em regiões equatoriais úmidas –, iniciaram o desenvolvimento dos tanques naturais reaproveitando a interseção de fraturas. O modelo interpreta que a origem e o desenvolvimento dos tanques naturais, através da corrosão química em subsuperfície, pode ter iniciado em período de tempo muito anterior ao Pleistoceno Final, discordando, portanto, do tempo previamente sugerido por Oliveira & Hackspacher (1989) para a origem dessas depressões. As oscilações climáticas durante o Quaternário, principalmente durante o Pleistoceno Final, podem ter contribuído para a remoção do restante do regolito que recobria o embasamento cristalino, dessa maneira, expondo os tanques naturais já desenvolvidos às condições subaéreas. É provável que durante o período de desmantelamento do regolito, o material in situ que preenchia as cavidades foi também parcialmente removido. Posteriormente, os tanques naturais tiveram importante papel como área de confluência de fluxos e materiais, sendo ocasionalmente preenchidos por restos fósseis trazidos pelo escoamento superficial. Os tanques naturais atualmente expostos seguem seu desenvolvimento em ambiente subaéreo. Os tanques polifásicos gerados por concentração de cargas também são formados em condições subedáficas. No entanto, o modelo baseia-se na aplicação de força, induzida pela migração e concentração de cargas, em áreas específicas do embasamento cristalino. A força exercida em determinados pontos resulta em deformações elásticas internas que, ao longo do tempo geológico, podem se tornar permanentes (Vidal Romaní, 1989). Esses pontos específicos de contato se configuram em zonas suscetíveis e preferenciais ao ataque intempérico, tanto em subsuperfície como em condições subaéreas. Os tanques gerados por concentração de cargas são formados por duas vias distintas, mas levam ao mesmo tipo de efeito. São chamadas: via gravitacional e a via tectônica (Vidal Romaní, 1989; Vidal Romaní & Twidale, 1998; Vidal Romaní & Yepes Termiño, 2004; Twidale & Vidal Romaní, 2005). A via gravitacional coincide com o processo de alteração de um determinado maciço rochoso segundo o sistema ortogonal de fraturas e descontinuidades. Esse efeito contínuo de espessamento do material intemperizado, ou desenvolvimento do regolito, resulta no processo denominado migração de cargas (Vidal Romaní, 1989; Vidal Romaní & Twidale, 1998; Vidal Romaní & Yepes Termiño, 2004; Twidale & Vidal Romaní, 2005). O processo baseia-se em uma troca no sistema de apoio entre os blocos graníticos subjacentes, separados por uma descontinuidade ao longo da qual a percolação da água tenha produzido a alteração da rocha. Segundo Vidal Romaní (1989), esse processo de meteorização não é homogêneo, mas desigual no plano de descontinuidade. O contato entre os blocos pode variar, incluindo contatos através de um material intemperizado de maior ou menor espessura, ou contatos diretos entre a rocha sã com a rocha sobrejacente (Figura 02). Desta forma, o peso que inicialmente se encontrava distribuído ao longo de toda a superfície entre os dois blocos, vai de maneira contínua concentrando nos pontos onde ainda segue o contato entre rochas (Figura 03). A via tectônica é considerada o segundo meio de formação de cavidades gerados pelo processo de concentração de cargas (Vidal Romaní & Twidale, 1998). Neste caso, o tectonismo tem função dominante sobre o maciço granítico fraturado e no processo de concentração de cargas. Os movimentos resultantes de soerguimentos e abaulamentos regionais podem gerar ou restabelecer o contato entre superfícies rochosas, por exemplo, entre os blocos pré-estabelecidos pertencentes ao sistema de descontinuidades do maciço. Ao redor dos pontos de contato, entre os blocos rochosos ou das descontinuidades são estabelecidos os novos pontos de deformação elástica (Figura 04). O efeito é novamente uma distorção na estrutura mineral da rocha e desagregação interna do bloco, convertendo esses pontos em zonas preferenciais de meteorização.

Relações entre o regolito, frente de intemperismo e as formas resultantes da corrosão química em subsuperfície (modificado de Twidale, 1989).


O processo de migração e concentração de cargas por alteração via gravitacional (modificado de Vidal Romaní & Yepes Termiño, 2004).


Esquete da zona deformada internamente sob a concentração de tensões P (modificado de Twidale & Vidal Romaní, 2005).


Evolução esquemática do tanque natural e taffone (modificado de Vidal Romaní & Twidale, 1998).

Considerações Finais

Os tanques naturais representam hoje uma importante feição geomorfológica em terrenos cristalinos no Nordeste do Brasil. A proposta do modelo polifásico baseia-se principalmente na ideia de processos em subsuperfície serem responsáveis por formas análogas tanto no Brasil como em outras partes do mundo, apesar de condições climáticas, topográficas e litológicas tão distintas. Ao contrário da necessidade da superfície estar exposta para iniciar a formação da cavidade, os tanques polifásicos teriam sua origem e desenvolvimento associado ao ambiente subedáfico. Os principais processos são de corrosão química, feito a partir da frente de alteração do manto intempérico, agindo com maior eficiência em zonas de debilidade constituídas por um sistema de fraturas/enclaves ou em zonas de debilidade pré- estabelecidas resultantes do efeito de migração e concentração de cargas. O modelo polifásico apresenta duas etapas diferentes para a formação do tanque, o primeiro estágio está relacionado ao processo em subsuperfície e, o segundo é associado à exposição subaérea, onde segue se desenvolvendo ou são destruídos ao longo do tempo. O modelo de tanques polifásicos constitui uma via de compreensão ao tema sobre formação de tanques naturais no Nordeste do Brasil, sendo uma complementação aos estudos sobre as cavidades naturais.

Agradecimentos

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo apoio financeiro; à equipe da biblioteca do Centro de Tecnologia e Ciência (CTC/C) e ao Núcleo de Memória, Informação e Documentação (MID) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) pelo auxílio na pesquisa documental e disponibilização das obras utilizadas.

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