Autores
- GABRIELA DA CRUZLAGEF - UFFEmail: gabriela_cruz@id.uff.br
- IVANDRO PATRICK COUTINHOLAGEF - UFFEmail: ipatrick@id.uff.br
- GUILHERME BORGES FERNANDEZLAGEF - UFFEmail: guilhermefernandez@id.uff.br
Resumo
As planícies costeiras em parte do Sudeste e Sul do Brasil não raramente
apresentam registros de oscilações do nível do mar (NM), marcados pela
disposição paralela de barreiras arenosas costeiras separadas por sistemas
lagunares. Neste padrão morfológico a barreira mais interiorizada está associada
ao último máximo relativo do NM no Pleistoceno e a barreira posicionada
frontalmente ao oceano está relacionada ao máximo relativo Holocênico. Em
determinadas áreas, ocorre o retrabalhamento da sedimentação das barreiras,
resultando em feições eólicas a partir de depósitos pretéritos e sob atuais
depósitos marinhos. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo principal
identificar a morfologia de dunas formadas sobre terraços pleistocênicos
distribuídos ao longo da planície costeira da Massambaba, utilizando dados de
aerofotogrametria de alta definição processadas por técnicas de Structure from
Motion (SfM).
Palavras chaves
Dunas costeiras; Dunas parabólicas; Cortes eólicos; Variações do nível do mar; Processos eólicos
Introdução
Parte do litoral Sul e Sudeste do Brasil apresenta como característica
geomorfológica fundamental o desenvolvimento de planícies costeiras projetadas
entre a Serra do Mar e o oceano (Fernandez et al., 2019). Estas planícies não
raramente apresentam registros de flutuações relativas no nível do mar (NM),
descritas morfologicamente por barreiras costeiras, que se ajustam às fases de
NM alto relativo. As barreiras costeiras representam depósitos arenosos, com
morfologia variável, mas que o substrato estratigráfico apresenta assinatura da
ação oceânica, a partir de arquitetura deposicional associada a ambientes de
praia (Dillenburg & Hesp, 2009). Mesmo com a assinatura marinha no pacote
sedimentar, em determinadas áreas, parte da sedimentação depositada pode assumir
novas formas, em função da continua atividade eólica. Assim, a fisiografia das
barreiras costeiras pode apresentar um conjunto de formas de relevo que sejam
determinadas por processos eólicos, de maneira que a morfologia das barreiras
costeiras derivada das flutuações do nível do mar estejam completamente
mascaradas.
O litoral do estado do Rio de Janeiro é um bom exemplo da ocorrência de
diferentes planícies litorâneas, em que as barreiras costeiras se constituem um
elemento fundamental para o entendimento de variações no nível do mar (Dias &
Kjerfve, 2009). De fato, em determinadas áreas estão registradas a presença de
sistemas duplos de barreiras costeiras, separadas por lagoas intracordões, de
maneira que a feição mais interiorizada estaria relacionada ao último máximo
relativo do Pleistoceno, que estaria ajustado ao Estágio Isotópico 5 (EI 5) e a
barreira frontalmente posicionado ao oceano, seria o registro de nível de mar
alto relativo ao Holoceno (Dias & Kjerfve, 2009; Fernandez & Rocha, 2015). Um
vez que a barreira interna estaria ajustada ao EI 5, a assinatura
morfoestratigráfica das barreiras seria de regressão forçada, ou seja, seriam
formadas cristas de praia com refletores de dunas sobre postos
arquitetonicamente a depósitos praias e submarinos, conforme descreve Rocha et
al. (2013) no delta do Paraíba do Sul. No caso do delta do Paraíba do Sul, os
depósitos eólicos seriam relativamente superficiais, não ultrapassando 1,5
metros, e foram associados à dunas frontais.
Por outro lado, em áreas em que os ventos tem maior capacidade de
retrabalhamento, os depósitos pleistocênicos foram remodelados, conforme
descritos por Muehe (2006) e Figueiredo et al. (2018). De fato, o resultado da
ação eólica aparentemente foi determinante para a elevação máxima da barreira
interna (Muehe, 2006), e resultando na identificação espacial de uma ampla área
de retrabalhamento, que levou parte da sedimentação se depositar sobre os
sistemas lagunares (Figueiredo et al, 2018). O interessante é que em ambos os
trabalhos não houve menção se, como resultado da ação dos ventos sobre os
depósitos preexistentes, seria possível a identificação de formas
especificamente derivadas desta ação. Neste sentido, Fernandez et al. (2017)
utilizando padrões morfológicos associados à ação eólica descrevem que as
planícies costeiras localizadas entre o cabo Búzios e o Cabo Frio apresentam
condições favoráveis à identificação de diferentes formas de dunas. Tais
condições se devem a direção preferencial e intensidade dos ventos (Houser,
2013; Walker et al., 2009), disponibilidade de uma área de desenvolvimento de
dunas (planície costeira), padrões morfodinâmicos de praia entre o intermediário
e o dissipativo (Aagaard et al., 2004), diâmetros granulométricos passíveis de
serem retrabalhados pelo vento (Pye, 1983; Sloss et al., 2018), e não raro,
padrões vegetacionais (Hesp e Smyth, 2019). Uma vez que a Massambaba na mesma
área de influência do Cabo Frio, o principal objetivo deste trabalho repousa na
análise geomorfológica dos padrões eólicos na barreira interna da Massambaba.
Material e métodos
A identificação das formas das dunas foi baseada em modelos morfológicos
propostos por Pye e Tsoar (2008) para sete diferentes padrões de parabólicas, no
trecho central da Massambaba, mapeado por Figueiredo et al. (2018), como
representativo de retrabalhamento eólico, em terrenos pleistocênicos. As dunas
parabólicas representam padrões de dunas ancoradas (P. A. Hesp & Smyth, 2019),
em que o papel da vegetação é de fundamental importância na definição da
morfologia. Nas dunas parabólicas, a vegetação atua na estabilização parcial dos
braços ou alguns consideram as pernas da feição, de maneira que a face de
evolução se projete em direção a sotavento (Hesp et al., 2010; Nield e Baas,
2008; Smyth et al., 2020). Com a parcial estabilização dos braços as dunas
parabólicas assumem formato em ‘V’ ou ‘U’, de maneira que a face de avalanche
(slip-face) seja sensivelmente mais íngreme, em relação à face de barlavento. Em
função da ação eólica concentrada na mobilização sedimentar na face de
avalanche, gradualmente as dunas parabólicas evoluem, deixando uma planície de
deflação, ou seja, uma superfície relativamente plana formada entre os dois
braços da duna. Não raramente, as parabólicas podem ser derivadas de dunas
barcanas (Tsoar e Blumberg, 2002; Yan e Baas, 2017) em função da velocidade da
sucessão ecológica da vegetação em estabilizar os braços das dunas livres.
No modelo descritivo da morfologia das parabólicas elaborado por Pye e Tsoar
(2008) é fundamentalmente baseado na morfologia e muitas vezes na razão de
aspecto entre o eixo transversal em relação à distância do eixo longitudinal. A
primeira tipologia é reconhecida por hairpin ou em formato de grampo de cabelo,
que se define por um eixo longitudinal mais longo, em relação ao eixo
transversal. Por outro lado, o formato lunar (lunate) descreve justamente a
razão inversa ao padrão hairpin, de maneira que a distância entre as pernas é
sensivelmente maior que o eixo central. Na forma hemicíclica (hemicyclic) as
parabólicas apesar de apresentar uma face de avalanche principal, pernas
secundarias estão identificadas fazendo com que ocorra também uma sequência de
faces de avalanche secundárias.
No padrão digitado (digitate) de fato as faces de avalanche se projetam em
diferentes direções, ancoradas por apenas dois braços, fazendo com que a
planície de deflação seja mais estreita entre os brações, aumentando em área em
direção às faces de avalanche. No padrão aninhado, traduzido diretamente de
nested, existe uma parabólica principal, enquanto na planície de deflação formas
secundárias de parabólicas são formadas. No padrão long-walled transgressive
ridge with secondary transverse dunes ou, traduzindo, seria uma duna parabólica
com uma ampla face de avalanche num formato trapezoidal, com dunas transversais
secundariamente formadas na planície de deflação. Por último seriam as
parabólicas no formato de ancinho (rake-like), de maneira que uma série de
pernas estariam ancorando uma sequência de faces de migração.
Uma vez que este trabalho está baseado em identificação morfológica, técnicas de
representação morfológica baseadas em aerofotogrametria digital têm
revolucionado as pesquisas em geomorfologia, em função do baixo custo das
aeronaves (Cook, 2017), assim como pelo desenvolvimento de algoritmos baseados
em Structure from Motion (SfM) aplicados em geografia física (Smith et al.,
2016).
Os planos de voo foram definidos pelo aplicativo DroneDeploy, por onde foi
possível criar as rotas dos voos na área de interesse, altitude, sobreposição de
imagem e resolução espacial. Para definição altimétrica do terreno foram
distribuídos pontos de controle, com os altitude irradiada por meio de estação
total e prisma de reflexão, a partir de referencial de nível ajustado ao NM. Os
modelos tridimensionais foram gerados no Agisoft Metashape, seguindo rotinas do
fabricante. A interpretação direta das formas, seguindo o modelo de Pye e Tsoar
(2008), com mapeamentos realizados no ArcGis versão 10.
Resultado e discussão
A Figura 2 mostra os resultados da interpretação sobre os diferentes tipos de
dunas, analisados a partir de mosaicos aerofotogramétricos e modelos digitais
tridimensionais, a partir do sobrevoo 1, que foi realizado às margens da lagoa
de Araruama. A Figura 3 mostra também a interpretação direta das diferentes
dunas identificadas na Massambaba, porém com dados gerados em sobrevoo sem
contato direto com o sistema lagunar.
As dunas formadas na margem da Araruama se mostraram conectadas ao espelho
d'água. As margens da lagoa foram definidas por Muehe e Correa (1989)
apresentando tendencia erosiva, a partir da exposição de ‘arenitos de restinga’.
Os arenitos de restinga nada mais são do que areias formadoras das barreiras
costeiras que estão parcialmente consolidadas em horizontes espódico ou podzois.
Estes horizontes se formam a partir da decomposição da matéria orgânica criando
um contraste de cores entre um horizonte B iluvial e um horizonte mais claro, de
maneira que o escurecimento do horizonte B ocorre por migração lateral e
vertical da mateira orgânica, que causa agregação dos grãos de areia (Vidal et
al. 2023). O padrão erosivo observado pode ter exposto sedimentos previamente
depositados à ação eólica, facilitando processos detonadores para a reativação
destes depósitos, a parir de cortes eólicos.
Os cortes eólicos são formas erosivas observadas em depósitos eólicos
resultantes de ventos descendentes que apresentam energia suficiente para
romperem a vegetação estabilizadora das dunas (Keijsers et al., 2015), expondo
sedimentos inconsolidados presentes nas dunas (Hesp & Smyth, 2016). Em função
também dos processos erosivos, além da própria exposição do pacote eólico,
ocorre a formação de escarpas erosivas (Davidson et al., 2020), fato que tem
sido interpretado como um elemento facilitador para que cortes eólicos tenha
fluxos de vento concentrados (Piscioneri et al., 2019), favorecendo processos de
reorganização morfológica, principalmente pela tendencia de se evoluir para
feições parabólicas (Hesp, 2002).
A partir da Figura 2 foram descritos diferentes padrões de dunas dentro do
conjunto de parabólicas, conforme sugerido por Pye e Tsoar (2008). As
parabólicas tipo hairpin foram as mais facilmente observadas, se localizando
tanto a oeste como a leste da área do voo. A interpretação deste tipo de dunas
se deu pela evidente assimetria envolvendo o eixo transversal, sensivelmente
projetado, comparado com o eixo longitudinal, formando o padrão alongado, típico
desta tipologia eólica. Baas e Nield (2007) mostram que para este tipo de dunas
se desenvolver ocorre de maneira quase simultânea um corte eólico instabilizando
e removendo a vegetação, e ventos unidirecionais projetando os lóbulos
deposicionais em direção à sotavento. Fernandez et al. (2027) descreve a
ocorrência de hairpins na planície costeira de Cabo Frio, revelando que este
padrão morfológico seria provavelmente impulsionado num primeiro momento por
cortes eólicos, mas certamente o desenvolvimento dos lóbulos deposicionais
estariam associados a ventos predominantes de NE.
Como o padrão eólico esperado em Cabo Frio é o mesmo que atua na Massambaba, é
bastante possível que cortes eólicos tenham representado a primeira
remobilização sedimentar, associada aos ventos e a exposição erosiva na margem
lagunar. Tal fato provavelmente ocorreu, mesmo com a relativa densidade da
vegetação, marcada por padrões arbóreo e arbustivo, identificado no mosaico
aerofotogramétrico, conforme a Figura 2A. Nota-se ainda, em função do
empilhamento sedimentar entre os lóbulos deposicionais e a vegetação mais densa,
um sensível aumento altimétrico dos depósitos, marcados por altitudes próximas
de 10 metros (Figura 2B), sugerindo o efeito de escalonamento da sedimentação
sobre a vegetação. Dunas com variações na direção dos lóbulos deposicionais
resultantes, talvez, da geração de vórtices dentro do próprio depósito, a partir
da classificação de padrões digitados.
Uma vez gerados os cortes eólicos, associados provavelmente a erosão nas
margens, podem ocorrer deflexões na direção dos fluxos de ventos sobre cavidades
morfológicas como, por exemplo, descrito por Hesp e Hyde (1996). Os fluxos de
vento ao se defletirem no interior dos cortes alteram topograficamente a feição,
não raramente mudando o vento de direção (Gares, 1992), mesmo com o baixo
suprimento sedimentar podem criar ou reativar lóbulos deposicionais em
diferentes direções (Barchyn e Hugenholtz, 2013). Smyth et al. (2012) mensura
este padrão de deflexão dos ventos que, provavelmente, explicaria a ocorrência
de dunas digitadas, ou seja, dunas parabólicas com diferentes lóbulos
deposicionais às margens da lagoa de Araruama.
No segundo voo se destacam três dunas parabólicas em que os lóbulos
deposicionais se projetam sobre sistemas lagunares intracordões e apresentam
geometria sensivelmente diferentes daquelas observadas junto ao sistema lagunar
(Figura 3). O movimento dos lóbulos deposicionais permitiram a identificação da
projeção dos depósitos eólicos, soterrando sedimentos lagunares, descritos por
Figueiredo et al. (2018), por auréolas de colmatação. Em relação à geometria, o
eixo da duna central se distribui por mais de 400 metros, com a distância entre
os eixos próximo a 100 metros e altitudes superiores a 14 metros, superiores aos
valores encontrados em dunas junto à lagoa, o que deve representar um tempo
maior de acumulação dos lóbulos deposicionais neste trecho da planície. Nota-se
ainda que a duna mais centralizada, apesar de apresentar aspectos que seriam
facilmente descritos por hairpin, em função do detalhamento topográfico
possibilitado pela representação tridimensional, foi possível se verificar a
ocorrência de parabólicas distribuídas na planície de deflação, portanto,
possível de ser atribuída a ocorrência de dunas aninhadas (nested).
O desenvolvimento de dunas na planície de deflação, pode ser resultado de
rastros eólicos remobilizados (Hesp & Martinez, 2008), ou mesmo a ação
concentrada de ventos próximas ao solo, resultando na formação de dunas
parabólicas seguindo o padrão da duna mais desenvolvida. É interessante ainda se
verificar o retrabalhamento dos braços da parabólica central, dando origem a um
lóbulo deposicional sobre esta área. Neste particular, provavelmente seria o
caso de um corte eólico que facilitaria a remobilização sedimentar ou mesmo a
ação de veículos motorizados sobre as dunas. Neste sentido, foram identificados
caminhos utilizados de maneira recreativa sobre estas dunas, que,
invariavelmente, alteram a capacidade de sucessão ecológica da vegetação (Durán
& Herrmann, 2006). Em relação ao tema relacionando a capacidade de sucessão
natural da vegetação e as perturbações associadas ao uso das dunas, Delgado-
Fernandez et al. (2019) mostra que, controladas as interferências, a vegetação
rapidamente estabiliza as dunas.
Por outro lado, parece ser pouco provável que a interferência de veículos tenha
causado as diferenças em relação ao que mostra o mosaico aerofotogramétrico em
que dois lóbulos deposicionais se mostraram ativos, ou seja, sem vegetação,
enquanto que o lóbulo mais ao sul apresenta-se aparentemente mais estabilizado.
Variações sobre a vegetação em dunas em curtos trechos foram observados na
Austrália (Moulton et al., 2019), o que foi associado a remoção de fauna
invasora. Por outro lado, trabalhos que mostram que os efeitos de usos sobre as
dunas podem ser mensurados e servirem de indicadores sobre impactos resultantes
da utilização destas áreas (Hernández-Cordero et al., 2017; Kutiel et al.,
1999). Em se tratando de uma área de preservação permanente, como é o Parque
Estadual da Costa do Sol (PECS), talvez seja um tema interessante no
desenvolvimento de estudos atrelando o uso das dunas e mudanças morfológicas com
dados de alta definição.
Distribuição das áreas de sobrevoo na barreira costeira pleistocênica na planície da Massambaba
Distribuição das dunas costeiras no contato da barreira pleistocêncica com a margem da lagoa de Araruama
Distribuição dos diferentes padrões de dunas costeiras formada na barreira pleistocênica na planície da Massambaba
Considerações Finais
Diferentes padrões morfológicos foram identificados na porção central da
Massambaba em função do detalhamento oferecido pelos mosaicos aerofotogramétricos
digitais, processados por algoritmos de interpolação derivados de técnicas de SfM.
Tal fato revelou que o barateamento dos custos de aquisição de aeronaves e rotinas
computacionais permitiram que se avançasse de maneira decisiva na interpretação de
dados morfológicos, gerados pela ação do vento. Assim, as formas eólicas que
anteriormente eram simplesmente definidas como resultado da ação do vento sobre a
barreira pleistocênica, na realidade apresentam um complexo padrão de diferentes
formas parabólicas.
Existem ainda perspectivas interessantes em se avaliar mais detalhadamente a
arquitetura deposicional, haja vista que se assumindo que o substrato pode
preservar registros marinhos, a superfície apresentaria padrões completamente
distintos. Uma vez que este trabalho foi desenvolvido na parte central da
Massambaba, que faz parte do Parque Nacional da Costa do Sol, é mais um trabalho
que auxilia cientificamente nos esforços para a consolidação do Geoparque Costões
e Lagunas do Estado do Rio de Janeiro, em função do reconhecimento que este trecho
apresenta particularidades sobre o Patrimônio Geológico.
Agradecimentos
GCruz agarde à CAPES pela bolsa de mestrado. GFernandez agradece ao CNPQ pela
bolsa de produtividade em pesquisa (2021/2024).
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