Autores

Costa, R.M. (UFRGS) ; Petsch, C. (UFRGS) ; Sotille, M.E. (UFRGS) ; Rosa, K.K. (UFRGS) ; Simões, J.C. (UFRGS) ; Bremer, U.F. (UFRGS)

Resumo

Este trabalho realizou o mapeamento geomorfológico da área proglacial das geleiras Buenos Aires e Kenney, Baía Esperanza, Antártica. Análises granulométrica e morfoscópica de sedimentos, coletados em 2017, permitiram a identificação dos tipos de feições e a elaboração de um mapa geomorfológico da zona proglacial. Na geleira Buenos Aires predomina material sedimentar com características de transporte englacial e supraglacial, sub-angular a angular. Na geleira Kenney foi encontrada uma moraina do tipo hummocky, indicando sucessivas retrações e avanços desta massa de gelo. Todas as morainas foram caracterizadas como supraglaciais, no entanto, os sedimentos na geleira Buenos Aires são mais retrabalhados, já na geleira Kenney há material erodido diretamente do substrato rochoso do monte Flora e transportado em sub- superfície.

Palavras chaves

Sedimentologia; Baía Esperanza; Holoceno Superior

Introdução

Os processos de liberação da água armazenada no sistema glacial para o proglacial dependem da variabilidade da descarga de água de degelo. Com a retração, por exemplo, muitas geleiras têm a estocagem hídrica reduzida e transferem mais água e sedimentos em suspensão para os canais de fusão, lagos e ambiente glaciomarinho (JANSSON et al. 2003; CUFFEY e PATERSON, 2014). Esses sedimentos contribuem na formação de feições proglaciais da geleira (CUFFEY e PATERSON, 2014). A dinâmica de degelo das geleiras é importante para construir relações sobre transporte sedimentar e formação de geoformas deposicionais relacionadas à dinâmica das geleiras (FOUNTAIN e WALDER, 1998). O ambiente proglacial, formado pela recente retração glacial, forma depósitos morâinicos, flutings e éskers, resultantes de ambientes glaciofluviais, glaciolacustres e glaciomarinhos (BENN e EVANS, 2010). Portanto, as margens de geleiras são demarcadas por uma grande variedade de feições deposicionais produzidas pelas interações complexas de interações de processos glaciogênicos e paraglaciais (BENN e EVANS, 2010). A própria zona proglacial modifica-se em sua área de acordo com a variação da frente da geleira (GOUDIE, 2004), seja anual ou sazonal. A morfologia dos sedimentos reflete a forma original do fragmento ao ser liberado na rocha de origem, a sua estrutura e durabilidade, a energia de transporte e deposição, a distância e o tempo de transporte (BENN e BALLANTYNE, 1994). Além disso, os sedimentos podem ter sido retrabalhados. Sendo assim, o estudo da morfoscopia possibilita a identificação dos ambientes sedimentares, bem como a reconstrução da história de transporte, erosão e deposição dos depósitos glaciais (BENN e BALLANTYNE, 1994). A análise granulométrica objetiva medir a distribuição do tamanho dos grãos das amostras, a qual é fortemente influenciada pela litologia original e também pela história dos sedimentos. Processos pós deposicionais também podem modificar a distribuição original do tamanho dos grãos de um depósito (LEWIS e MCCONCHIE, 1994). O objetivo dessa pesquisa é realizar o mapeamento das principais feições geomorfológicas glaciais da área proglacial das geleiras Buenos Aires e Kenney, Baía Esperanza, Antártica (Figura 1). CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA A Baía Esperanza localiza-se no extremo norte da Península Trinity, entre as latitudes 63°14’ e 63°391 S e longitudes 56°59’ e 57°37’. A área está incluída na Antártica Marítima (OVSTEDAL & SMITH, 2001) e é separada das ilhas Bransfield, Joinville e Dundee pelo Estreito Antártica. Na área da Baía Esperanza, ocorre um clima mais frio em comparação com as Shetlands do Sul, e o permafrost perto da superfície gera uma forte erosão crioclástica, com gelifracção ativa e geral em diferentes litologias (arenito, vulcânico, shale e conglomerado), que alimentam talus e deltas sedimentares (SCHAEFER, et al 2015). Os solos da Baía Esperanza, quando comparados com os solos das Ilhas Shetlands do Sul, por se desenvolverem em um ambiente mais frio e seco, há menor desenvolvimento da vegetação e, consequentemente, menor grau de intemperização das rochas. Embora, a Baía Esperanza tenha uma grande colônia de pinguins, ocorrendo ornitogênese e consequente intemperização química (PEREIRA et al., 2013). Quanto a geologia, a Baía Esperanza mostra uma sequência de rochas sedimentares, metassedimentares e vulcânicas (BIRKENMAJER, 1993). As formas de relevo dominantes na área são os afloramentos rochosos, ocupando cerca de 25% da área, seguidas de ground morainas com 18%, e talus e cones com 11%. Os solos em padrão se limitam a menos de 6% da área, concentrado em torno do Vale dos Cinco Lagos. Na área costeira, há costa rochosa e terraços marinhos (SCHAEFER, et al 2015).

Material e métodos

3.1 Análise sedimentar A coleta dos sedimentos foi realizada durante expedição realizada em janeiro de 2017. As amostras foram coletadas com uma pá, evitando o material intemperizado e na quantidade aproximada de 300 g. Em cada local de coleta foram demarcados pontos de controle de GPS (elevação e coordenadas), fotografia com escala e observação do ambiente de entorno como orientação, tamanho do depósito e matriz. 3.1.1 Análise granulométrica Esta análise objetiva medir a distribuição do tamanho dos grãos das amostras, fortemente influenciada pela litologia original e pela história dos sedimentos, pois é produto dos processos geradores dos mesmos. O processo se iniciou com a secagem das amostras, seguindo da desagregação com o uso de um almofariz e pistilo. Posteriormente, as amostras foram submetidas à separação em sedimentos finos e grossos através de um conjunto de peneiras com malha decrescente até o limite de 0,062 mm (escala Wentworth e Stokes) pelo processo seco. Assim, foi realizada a separação de acordo com as classes texturais e, em seguida, a pesagem por classe. Estes dados foram processados usando o software GRADISTAT obtendo- se, a distribuição percentual das classes texturais dos sedimentos segundo a escala de Wentworth (1992), representados por histogramas da distribuição granulométrica de cada amostra (Figuras 2 e 3 – B). 3.1.2 Análise morfoscópica Esse procedimento permite analisar as características morfoscópicas das partículas sedimentares, visando à obtenção de dados sobre ao grau de arredondamento (grau de curvatura das bordas) e da esfericidade (dimensão relativa dos três eixos ortogonais do clasto) (Barret, 1980). A análise foi realizada em 50 grãos das três classes granulométricas de maior intervalo de cada amostra. A análise do grau de arredondamento foi realizada usando a tabela de comparação de Krumbein (1941) Foi examinada a presença de estrias. A forma do clasto foi definida pela dimensão relativa dos três eixos ortogonais, chamados a (maior), b (intermediário), e c (menor) (HUBBARD e GLASSER, 2005). Os dados da forma dos clastos foram plotados em diagramas triangulares, colocando os raios dos três eixos ortogonais da partícula e realizados com o programa TRIPLOT. Foi o calculado índice C40 (% de clastos cujo eixo c/a é < 0.4). 3.2 Mapeamento geomorfológico Após a caracterização dos sedimentos, as feições foram identificadas e mapeadas usando imagem Sentinel-2, multiespectral, e com 10 metros de resolução espacial. A imagem foi georreferenciada utilizando base cartográfica do Antarctica Digital Database (http://www.add.scar.org/).

Resultado e discussão

Há evidências dos avanços glaciais do Holoceno Inferior da geleira Buenos Aires, sob a forma de superfícies estriadas (Figura 04) e blocos erráticos. (SCHAEFER, et al 2015). Há várias feições paraglaciais ao longo da frente das geleiras Buenos Aires e Kenney (Figura 1), ambas em processo de retração. A ablação é evidente de acordo com as feições morâinicas nas margens do sistema glacial (SCHAEFER, et al 2015). É possível que a geleira Buenos Aires ainda tenha apresentado avanços recentes, enquanto a geleira Kenney possa estar mais estagnada sem reavanços no Holoceno Inferior. FIGURA 1 4.1 Caracterização sedimentar da zona proglacial da geleira Buenos Aires A amostra 1 possui (Figura 2) 75,5% de cascalho, 23,6% de areia e 0,9% de argila. O grupo textural é de areia/cascalho e C40 é 18. Predomina arrendondamento sub-angular nas classes granulométricas de 2, 4 e maior que 4, e não foram identificadas estrias. Essa amostra já está numa zona proglacial distal, há cerca de 50 metros da frente atual da geleira Buenos Aires. O material encontra-se mais retrabalhado, do que nas outras duas amostras (2 e 3) que ainda estão em na zona proglacial marginal da frente da geleira. A presença de maior quantidade de areia nessa amostra, em relação a 2 e 3, indica quebra de material e provável transporte supraglacial. A amostra 2 (Figura 2) possui 83,3% de cascalho, 16,1% de areia e 0,6% de argila e o grupo textural é de cascalho. O arredondamento predomina entre angular a sub-angular, não há presença de estrias, e o C40 é de 24. A amostra 3 (Figura 2) possui 81,1% de cascalho, 18,3% de areia e 0,6% de argila, o grupo textural é de cascalho e o C40 é de 10. O arredondamento predomina em angular a sub-angular, sem presença de estrias, porém com grãos polidos na granulometria acima de 4 mm. As duas amostras são, provavelmente, transportadas englacialmente e sub-superficialmente, com pouca distância de transporte. A formação das morainas representadas pelas amostras 1, 2 e 3 estão relacionadas a processos de empurrão e compressão com diminuição da espessura em setores frontais com estagnação/retração do fluxo de gelo. FIGURA 2 4.2 Caracterização sedimentar da zona proglacial da geleira Kenney No vale dos Cinco Lagos há depósitos de retração da geleira Kenney, sendo que os mais próximos possuem numerosas e bem marcadas cristas. As cristas mais distantes dão origem aos maiores lagos e têm bordas pouco destacadas no ambiente (MARTIN-SERRANO, 2005). Os lagos formados nessa área demarcam a área de retração da geleira Kenney. Provavelmente, estes lagos foram formados na zona marginal de gelo, e após a retração da geleira estão sendo alimentados por canais de degelo ainda conectados à ela. Os lagos se encontram alinhados paralelamente às Colinas SCAR e denotam que os lagos podem ter sido formados por represamento de água entre estas feições e morainas latero-frontais. A amostra 4 (Figura 3) tem 85,1% de cascalho, 14% de areia, e 0,9% de argila e grupo textural de cascalho. O C40 é de 31 e arredondamento predominante é angular/sub angular. A amostra 5 (Figura 3) tem 91,1% de cascalho, 8,4% de areia, 0,5% de argila e o grupo textural é cascalho. O C40 é de 34 com arredondamento predominante é angular/sub angular. As amostras estão localizadas muito próximas, numa área com morainas com 5-10 m de altura média, com cobertura superficial formada quase totalmente por grandes blocos rochosos. A amostra 6 (Figura 3) é do tipo hummocky, com 71,1% de cascalho, 28,9% de areia e sem argila. O grupo textural é do tipo cascalho/arenoso e o C40 é de 26 com arredondamento angular. Dyke e Savelle (2000) consideram os cumes lineares individuais dentro dos cinturões de morainas do tipo hummocky como um registro de gelo marginal, com acumulação de detritos supraglaciais e, portanto, indicativo de retração e reavanços repetitivos durante a recessão de geleiras ativas. Essa moraina está justamente na zona frontal atual da geleira, ressaltando que há uma área logo abaixo com gelo estagnado em processo de abandono desta língua frontal por retração glacial. A amostra 7 (Figura 3) tem 58% de cascalho, 40% de areia e 1,7% de argila. O grupo textural é de cascalho/arenoso. O C40 é de 16 com arredondamento predominante em sub angular. A amostra 8 (Figura 3) é de 88% de cascalho, 11,5% de areia, 0,4% de argila e o grupo textural é de cascalho e o C40 é de 25. O arredondamento é predominante em sub angular. Essas amostras estão num ambiente em transição de proglacial para periglacial, com material mais intemperizado que as amostras 4 e 5. Os relativos altos índices de C40 e predomínio de grãos com raios c/a pequenos indicam grãos mais alongados e imaturos. O arredondamento predominante em angular pode ser resultado da grande quebra que sofrem os grãos. As características de pouco selecionamento e arredondamento são características de transporte passivo e da pouca distância de transporte após o arrancamento do substrato e fraturamento dos grãos por intemperismo físico pós-deposicional. FIGURA 3 4.3 Mapeamento geomorfológico e evolução Holocênica A geleira Buenos Aires provavelmente durante seu avanço no Holoceno deve ter atingido o mar, ficando ancorada na proeminência próxima à Base Esperanza. Isso pode ser inferido devido à ausência de uma crista morâinica de avanço bem delimitada, somente várias feições de retração (Fotografia A – Figura 4) e reavanços. Há várias evidências desse avanço recente como pavimento estriado encontrado a 20 m da frente da geleira atual (Fotografia C – Figura 4). O material pouco retrabalhado evidencia pouca distância de transporte bem como pouco tempo de exposição ao intemperismo (Fotografia B – Figura 4). A geleira Kenney possui um ambiente proglacial mais complexo com formação de lagos (Fotografia D – Figura 4), morainas de avanço e recessão. Provavelmente essa geleira se encaixava entre as colinas SCAR e a base do Monte Flora deixando uma moraina de avanço do tipo latero-frontal. Na zona proglacial marginal há presença de várias cristas morâinicas com material pouco retrabalhado e também proveniente de queda do Monte Flora (Fotografia E – Figura 4). Apresenta moraina do tipo hummocky que indica a atual frente da geleira com estagnação/recessão (Fotografia F – Figura 4), com uma parte de gelo estagnado em direção ao lago proglacial. FIGURA 4

A: Península Antártica com destaque no quadrado vermelho para a Baía Esperanza.


Índice C40 (A) e histograma para identificação do grupo textural (B) de amostras na zona proglacial da geleira Buenos Aires.


Índice C40 (A) e histograma para identificação do grupo textural (B) de amostras na zona proglacial da geleira Kenney.


Mapa geomorfológico proglacial; (a) e (e) morainas de recessão; (b) amostra 2; (c) pavimento estriado; (d) lago; (f) moraina hummocky.

Considerações Finais

A geleira Kenney possui uma área de 5 lagos proglaciais e uma sequência de morainas que indicam retração dessa geleira. Os lagos estão na zona proglacial distal conectados a geleira somente por canais glaciofluviais. A moraina 6 é do tipo Hummocky indicando sucessivos processos de retração e re-avanços da geleira, com uma área de gelo abaixo estagnado e em processo de abandono. As morainas 7 e 8 já indicam um processo de transição para uma área periglacial, com material mais retrabalhado, arredondamento predominante em sub-angular e valores de C40 de 16 e 25. As amostras 2 e 3, na geleira Buenos Aires, estão relacionadas a processos de empurrão e compressão, pela diminuição da espessura em setores frontais. Encontra-se na área de contato com a geleira e são indicativos de mudanças ambientais na área. A geleira Buenos Aires provavelmente, apresentou processos de avanços durante o Holoceno devido a presença de blocos estriados na zona proglacial marginal distal. De forma geral, o processo de intemperismo físico é acentuado, com predominância de material anguloso com arrancamento de material do substrato rochoso e das bases do Monte Flora, e assim, com pouco tempo de transporte. O mapeamento geomorfológico e análises realizadas evidenciam recentes mudanças ambientais no sistema proglacial.

Agradecimentos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS). E a pesquisadora Caroline Delpupo pela ajuda na coleta das amostras.

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