Autores

Santos, A.H.B. (IFSP) ; Tanuri, G.R. (IFSP) ; Oliveira, D. (USP)

Resumo

O Rio dos Monos se encontra no reverso da Serra do Mar, no extremo sul do município de São Paulo, onde rearranjos de drenagem seriam potencialmente comuns. Este trabalho avalia a possibilidade de se encontrar evidências da reversão do Rio dos Monos, o qual teria fluído originalmente para Norte, tendo sido revertido para Sul em algum momento do Quaternário Tardio. Por meio de estudos geomorfométricos e por análises laboratoriais de sedimentos fluviais coletados em campo, aponta-se que os principais indicativos de reversão são encontrado, tais como a existência de um padrão de drenagem do tipo “barbed”, knickpoints, colos com vestígios de atividade fluvial pretérita e segmentos do canal fluvial dimensionalmente desajustados em relação a seus respectivos vales. Esta reversão pode ter sido estimulada por fatores litoestruturais e tectônicos, como indicado pela abundante ocorrência de lineamentos topográficos e de bacias hidrográficas assimétricas.

Palavras chaves

Geomorfologia Fluvial; Rearranjo de Drenagem; Reversão de Drenagem

Introdução

Reversão de drenagem é o processo pelo qual o sentido do fluxo de um rio é revertido, com preservação parcial de sua morfologia inicial (BISHOP, 1995). Frequentemente, são relacionadas a adernamento tectônico transversal ao rio, com caimento para montante, sendo mais sensíveis os cursos de baixo gradiente, reversíveis mesmo por pequenas deformações (HOLBROOK e SCHUMM, 1999). A preservação das linhas de drenagem na bacia revertida requer adernamento suficiente para a reversão do fluxo no tronco principal, mas não para a reversão do fluxo nos tributários, o que poderia culminar no desmembramento completo da rede fluvial (BISHOP, 1995). A reversão de drenagem também requer a existência de um divisor rebaixado através do qual o fluxo possa ser facilmente revertido (CLARK et al., 2004). Das evidências deixadas por reversões de drenagem, normalmente mencionam-se: padrão de drenagem barbed, colos, knickpoints e desajustes entre a largura do rio e do vale. O padrão barbed consiste na presença de confluências sistematicamente superiores a 90°, entre os tributários e os rios principais, sentido montante (CLARK et al., 2004), padrão este que indica uma drenagem com organização pretérita para um sentido oposto ao observado atualmente. O colo se desenvolve quando uma seção do vale fluvial revertido passa a ser desprovido de cursos d’água após o rearranjo e os dois segmentos do vale tornam-se desconectados (SMALL, 1972; TWIDALE, 2004). O knickpoint decorre da existência de desníveis pré-existentes entre duas bacias envolvidas, nas ocasiões em que a rede de drenagem revertida, antes pertencente a uma bacia, é incorporada a outra (BISHOP, 1995). Por fim, a largura da planície de inundação de um rio é, normalmente, proporcional à sua descarga; porém, na ocorrência de reversão, o trecho remanescente do rio despojado de suas cabeceiras terá sua descarga diminuída, tornando-se subdimensionado em relação a seu vale (ZAPROWSKI et al., 2002). Neste trabalho, a área a ser examinada – a bacia do Ribeirão dos Monos, tributária do Rio Capivari, localizada no reverso da Serra do Mar, em São Paulo-SP – apresenta-se como um sítio favorável à ocorrência de reversões de drenagem, visto sua proximidade com a escarpa da Serra do Mar e os recorrentes relatos de capturas e reversões em seus contrafortes (OLIVEIRA, 2003; OLIVEIRA e QUEIROZ NETO, 2007; NEVES, 2012; SILVA, 2013; PASA, 2013). Na área, sucessivas reativações tectônicas ocorridas no final do Cenozóico (RICCOMINI et al., 2004; GONTIJO-PASCUTTI et al., 2012), bem como as oscilações paleoclimáticas descritas localmente por Ledru et al. (2005), teriam influenciado no desenvolvimento das bacias hidrográficas, propiciando diversos rearranjos de drenagem. Deste modo, objetiva-se avaliar se os padrões anômalos da drenagem da bacia do Rio dos Monos são decorrentes de reversões de drenagem, uma vez que este rio, com fluxo pretérito para Norte, teria sido revertido para Sul, passando a integrar a bacia do rio Capivari. Ab'Sáber (1957), ao tratar das “anomalias” da drenagem no Planalto Paulistano, considera que alguns dos rios, dentre eles o próprio Capivari, teriam uma trajetória pretérita para o interior do continente, tendo sofrido interferência da drenagem litorânea em processo de marcha regressiva para o planalto, levando à progressiva reversão da drenagem do planalto para a planície litorânea.

Material e métodos

Adotam-se os critérios metodológicos propostos por Small (1972), Bishop (1995), Zaprowski et al. (2002) e Twidale (2004) para a identificação de rearranjos de drenagem, como as reversões. As principais evidências a serem identificadas são: padrões do tipo barbed, colos, knickpoints e rios desajustados aos vales, a partir de análises de Modelo Digital de Elevação (MDE), interpretação de fotografias aéreas, estudos de campo e em laboratório. O MDE foi elaborado a partir da interpolação linear de curvas de nível de 5 m de equidistância, provenientes de cartas topográficas de escala 1:10.000 (PMSP, 2004), resultando em uma matriz de 10 m de resolução espacial. As linhas de drenagem são obtidas a partir da mesma base cartográfica. A partir desses materiais, são elaborados produtos cartográficos como cartas hipsométrica, clinográfica e de orientação de vertentes, esta última utilizada como sub-produto para elaboração da carta de lineamentos topográficos (JORDAN, 2003). Os padrões de drenagem são avaliados qualitativamente conforme os estudos pioneiros de Zernitz (1932) e Howard (1967), e quantitativamente conforme a proposta de Kobiyama et al. (2016) para o estudo dos ângulos de junção. O estabelecimento da hierarquia da drenagem, para subdivisão em sub-bacias segue a proposta metodológica de Strahler (1957), enquanto a proposta de Horton (1945) é utilizada para se identificar o canal principal de cada bacia. Dos canais de terceira ordem, foram elaborados perfis longitudinais e destes foram derivados o Índice de Concavidade (SNOW e SLINGERLAND, 1987) e o Índice SL (stream-lenght), conforme proposto por Hack (1973) e definido como o produto da declividade pela distância a partir do divisor e utilizado como um indicador geral da potência erosiva disponível, assumindo-se que a distância da nascente é um indicador razoável da descarga (ANTÓN et al., 2014). Perfis transversais foram elaborados de modo a representar o relevo adjacente ao Rio dos Monos, em intervalos regulares de aproximadamente 700 m. Por fim, aplica-se a análise hipsométrica, conforme proposta por Strahler (1952), obtendo-se curvas e integrais hipsométricas, estas últimas apresentadas em mapas temáticos. Para o planejamento de trabalhos de campo, foram analisadas fotografias aéreas obtidas no aerolevantamento “Estado de São Paulo”, de escala 1:25.000, realizado em 1962 pela empresa “IA”, disponível no acervo do Laboratório de Aerofotogeografia e Sensoriamento Remoto do Departamento de Geografia da USP, as quais recobrem toda a área da bacia hidrográfica do Rio Capivari. A análise das fotografias aéreas foi realizada pelo método analógico, com uso de estereoscópios de bolso e de espelho. Em campo, utilizaram-se os seguintes materiais: enxadão, picareta, martelo pedológico, faca, trado holandês, GPS, bússola, sacos plásticos para coletas de amostras, câmera digital, cartas topográficas, fotografias aéreas, caderneta de campo e lápis. O reconhecimento da área foi realizado por meio de diversas estradas da região, como a Estrada da Barragem e a Estrada Evangelista de Souza e demais vias locais. Nos colos, desprovidos de cortes artificiais, foram executadas tradagens para coleta dos materiais subsuperficiais, com trado extensível de 5 m. As amostras coletadas foram levadas ao Laboratório de Pedologia do Departamento de Geografia da USP, onde se aplicou o protocolo do Instituto Agronômico de Campinas (CAMARGO et al., 1986). As amostras foram submetidas a análise granulométrica, na qual se aplicaram os processos de pipetagem e da peneiragem, para descrição das partículas finas e arenosas, respectivamente. Também foram realizadas análises mineralógicas e morfoscópica, estas últimas com objetivo de se obter as texturas superficiais e as formas das partículas arenosas, sob inspeção visual com uso de lupas binoculares. Os arredondamentos das partículas são determinados conforme Krumbein (1941).

Resultado e discussão

A bacia do Rio dos Monos localiza-se no setor NE da bacia do Rio Capivari, no extremo sul de São Paulo (SP). Em seu interior, predominam formas de relevo denudacionais, constituindo-se de colinas amplas a Norte e de morros com topos convexos a S, com altitudes decrescentes dos cumes no sentido Norte-Sul, passando de 780 a 820 m para 760 a 800 m (Figura 1a). As declividades são relativamente baixas no extremo Norte da sub-bacia, com raras ocorrências de vertentes íngremes, ao passo que a Sul são mais comuns declividades superiores a 30% (Figura 1b). Uma faixa de baixas declividades coincide com uma linha de falha inferida, podendo se tratar de uma mancha não delimitada de sedimentos barrados por movimentações tectônicas. As litologias predominantes são gnaisses e migmatitos, presentes em toda a área da bacia. Suas foliações apresentam mergulhos variáveis, com strikes predominantes para Leste-Nordeste. Sedimentos aluviais quaternários são encontrados ao longo dos vales principais, com larguras decrescentes para jusante. Quanto à organização dos cursos d’água, há dois setores bem distintos. A Norte, infere-se paleodrenagem com exutório a Norte, cujo padrão é do tipo “barbed”. Predominam ângulos de junção de 80 a 89°, com maiores valores identificados no eixo central da bacia (Figura 1c). Observa-se ainda que os rios de menor ordem possuem, em geral, ângulos de junção menores. Os lineamentos topográficos se orientam preferencialmente nos azimutes 50 a 60° e 171 a 180° (Figuras 1d e 1e), o que é compatível com as orientações das foliações dos gnaisses. Outra parte importante alinha-se com os sistemas de juntas identificadas por Ribeiro (2003) e às falhas inferidas no mapeamento geológico. Os perfis longitudinais dos rios de terceira ordem ou de ordens superiores apresentam morfologias predominantemente côncavas, a Norte, e irregulares ou mesmo convexos a Sul (Figura 2). Registram-se 42 knickpoints, distribuídos nos perfis longitudinais de todos os rios estudados, com exceção dos identificados pelos números 7, 18, 21, 24 e 25. O Rio dos Monos apresenta uma knickzona, ou segmento de maior declividade, separando seus cursos superior e médio. As desembocaduras dos rios 10, 13, 14, 15 e 19 apresentam knickpoints, associados à referida knickzona, possivelmente correlatos a um único evento de incisão, dadas as distâncias relativas ao possível ponto de origem da onda de incisão. Embora não existem contatos litológicos mapeados na sub-bacia que expliquem esses knickpoints, os mesmos localizam-se próximos à falha inferida, sugerindo alguma movimentação recente ao longo da mesma. Os Índices de Concavidade (IC) derivados destes perfis apresentam valores de -0,03 a 0,60 (Figura 1g). O segmento inferior do Monos e os rios 26 e 27, no setor meridional, são dotados dos menores IC. Já os índices RDEs/RDEt apresentam anomalias em dois setores principais: um deles a Norte da falha inferida de direção Leste-Nordeste e o outro ao longo do baixo curso do Monos, refletindo as variações nas declividades dos rios estudados (Figura 1h). A Integral Hipsométrica (IH) é igual a 0,48 (Figura 1f). No contexto da bacia do Rio Capivari, trata-se de uma situação intermediária entre as maiores e menores IH. As sub-bacias de terceira ordem possuem IH de 0,31 a 0,60, com maiores valores no setor meridional da sub-bacia, nos tributários de jusante do rio principal (Figura 1i). O coeficiente de correlação de Pearson entre áreas e IH é -0,35, mostrando que a IH é fracamente dependente da área. Perfis transversais elaborados ao longo do vale principal do Monos revelam, a montante, vales muito mais largos que no restante da bacia, e em forma de berço (Figuras 1j, 1k e 1l). À medida que o Rio dos Monos se aproxima da desembocadura, no baixo curso, seus respectivos perfis transversais tornam- se mais profundos e em forma de “V”, ao mesmo tempo em que as planícies aluviais tornam-se mais estreitas e eventualmente descontínuas. Ressalta-se o desajuste entre as larguras do Rio dos Monos e os vales por ele ocupados. Em suas cabeceiras o rio, bastante estreito, flui por um vale bastante amplo, ao passo que próximo à sua desembocadura, o rio, muito mais largo, flui por um vale mais estreito (Figura 3). No setor setentrional, observam-se colos correlacionáveis ao desmantelamento da paleo-drenagem com saída para Norte, nos divisores com as bacias do Jurubatuba e do Dúvida. Seus materiais superficiais foram tradados e descritos (Figura 4), nas coordenadas 23°52’31.37”S, 46°38’50.46º (TCM) e 23°53’42.68”S, 46°39’17.23”O (TCD). No ponto P1, foram coletadas amostras nas profundidades de 150-170 cm e de 270-190 cm. Os sedimentos aí encontrados são predominantemente: arenosos, quartzosos, sub-arredondados e com textura superficial polida e ondulada. No ponto P2, as amostras coletadas são das profundidades 160-180 cm, 290-310 cm e 310-330 cm. Os sedimentos descritos são crescentemente arenosos com a profundidade, também quartzosos, com proporções menores de muscovita e turmalina, sub- arredondados e com textura superficial polida e ondulada. Neste ponto, também foram localizados cascalhos, também predominantemente quartzosos, subarredondados e com textura superficial polida e ondulada. As características dos sedimentos analisados e suas associações com os ambientes das coletas são sugestivas de antigos ambientes fluviais, com areias lavadas subjacentes a horizontes mais argilosos e ricos em matéria orgânica, hoje abandonados devido aos rearranjos de drenagem. Embora as características texturais variem entre os pontos estudados, com maior participação da fração silte no divisor Monos-Jurubatuba (P1), as características morfoscópicas e mineralógicas mostram bastante semelhança. É possível que ambos os colos tenham integrado um paleo-ambiente fluvial integrado à drenagem do planalto. Mesmo que os movimentos tectônicos na região sejam muito lentos, com pulsos irregulares ao longo do Cenozóico (RICCOMINI et al., 2004), eles teriam estimulado uma inversão progressiva de setores da drenagem, antes direcionados para o interior, atualmente direcionados para o litoral (OLIVEIRA e QUEIROZ NETO, 2007), bem como produzido pequenas modificações na drenagem local (RICCOMINI et al., 2004). Esses pulsos podem se manifestar na formação dos já mencionados knickpoints, além de ter alterado a sinuosidade de rios meandrantes e produzido migrações laterais em cursos menores transversais ao eixo do adernamento. As sinuosidades do curso do Monos e de seu afluente de quinta ordem foram mensuradas em seus trechos aluviais, mostrando valores inicialmente baixos, mais elevados em segmentos mais declivosos, como na knickzona já descrita e associada à falha inferida. Sub- bacias assimétricas em planta, com deslocamento do rio principal a Sul, são observáveis no setor meridional da bacia do Monos (Figura 1m), indicando possível migração lateral. É possível que uma tectônica basculante, com caimento para Sul, tenha acompanhado uma reativação das falhas descritas. Mesmo que a tectônica basculante tenha produzido movimentos muito sutis, deve-se considerar que os canais de maior ordem hierárquica, apesar de suas maiores descargas, tendem a ser mais sensíveis devido a seus baixos gradientes, facilmente afetados por pequenas mudanças (SCHUMM, 1986; GARROTE et al., 2008).

Produtos cartográficos e gráficos das análises geomorfométricas. Base de dados: SMUL/DEINFO – PMSP (2004). Elaborado por Santos, André H. B., 2017.


Perfis longitudinais dos rios de 3ª ordem ou de ordem superior. Base de dados: SMUL/DEINFO – PMSP (2004). Elaborado por Santos, André H. B., 2017.


Visão aérea do vale do Monos: A –alto e B – baixo curso. Fonte: DigitalGlobe (2017). Obtida com uso do Google Earth. Elaborado por Santos, A.H.B.,2017


Coleta e resultados de tradagem. Fonte da imagem: DigitalGlobe (2017). Obtida com uso do software Google Earth. Organizado por Santos, André H.B.,2017

Considerações Finais

A bacia do Rio dos Monos apresenta diversos indícios de rearranjos de drenagem recentes. Enquanto o mapeamento geológico mostra falhamentos inferidos, a análise geomorfométrica revela knickpoints e knickzonas a eles associados, bem como aumento local da sinuosidade deste rio. Há variações nas larguras dos vales e dos sedimentos aluviais neles contidos, além da existência de um padrão de drenagem do tipo barbed, no setor setentrional da bacia, ambos sugestivos de reversão de drenagem. O subdimensionamento do alto Monos e o superdimensionamento do alto Monos em relação a seus respectivos segmentos de vales também evidenciam esse processo. Colos são descritos nos divisores desta bacia com outras adjacentes a W e a N, respectivamente a bacia do Ribeirão da Dúvida e do Rio Jurubatuba, ambos apresentando sedimentos com características sugestivas de paleo-ambiente fluvial. A ocorrência dessa reversão é ainda apoiada pela existência de sub-bacias assimétricas no setor meridional da bacia do Monos, nos quais os rios principais migraram para S, indicando adernamento no mesmo sentido. Sugere-se, portanto, que o Rio dos Monos foi revertido para S, sob influência de atividade tectônica recente, a qual foi responsável por remover este Rio e sua área de contribuição da bacia do Rio Jurubatuba, no planalto, tornando-a parte da bacia do Capivari, que integra o sistema de drenagem litorâneo, com saída direta para o Oceano Atlântico.

Agradecimentos

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFSP), pela concessão de bolsas de estudos aos autores deste trabalho. Ao Laboratório de Pedologia (LABOPED) do Departamento de Geografia da Universidade de São Paulo, pela concessão do espaço e dos instrumentos para coleta e análise de amostras sedimentológicas.

Referências

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