Lineamentos morfoestruturais são expressões morfológicas do relevo que podem ter relação com feições subsuperficiais geológicas, e tratam−se de elementos importantes para a caracterização da paisagem visando à reconstrução do arcabouço tectônico. Isto porque os lineamentos podem ter equivalência com estruturas tectônicas, tais como fraturas e falhas (Morelli e Piana, 2006; Pal et al., 2006). Esses lineamentos são, em geral, expressos por (Hobbs, 1912): a) cristas de cordilheiras ou limites de áreas elevadas; b) linhas de drenagem; c) linhas de costa; e d) linhas representativas de contatos litológicos.
Com o avanço das pesquisas geológicas e, principalmente, com a tecnologia de obtenção de dados geofísicos, o termo lineamento recebeu definição mais abrangente. Estes são caracterizados por feições lineares de âmbito regional, que se expressam na topografia pela morfologia de vales, cristas, segmentos de drenagem e anomalias tonais, controladas estruturalmente por foliações, juntas/fraturas e falhas (O’Leary et al., 1976; Sabins, 1978).
As propriedades de estruturas tectônicas têm sido amplamente apresentadas na literatura geológica e geomorfológica clássica (p.e., Cotton, 1949; Domingues, 1959; Hobbs et al., 1976; Loczy e Ladeira, 1976; Chorley et al., 1984). Quando esforços compressivos e/ou extensivos são exercidos sobre corpos rochosos podem gerar deformações. Essas tem natureza rúptil, quando geram quebras, ou dúctil, quando a deformação é apenas plástica. Deformações dúcteis geram dobras e podem ser reveladas por feições encurvadas suaves ou pronunciadas. Deformações rúpteis geram falhas, expressas por superfícies descontínuas com deslocamento diferencial de poucos centímetros a dezenas de quilômetros. Feições dúcteis e rúpteis podem ocorrer de forma associada e exercer controle sobre a disposição das camadas litológicas,
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sendo comum o registro de feições de arrasto de camadas ou geometrias de litologias controladas pelo atrito gerado por falhamentos (Rykkelid e Fossen, 2002).
As dobras podem ser categorizadas em sinclinais, quando as camadas litológicas mais jovens estão no seu interior, e anticlinais, quando as camadas mais antigas estão no núcleo. Os dois lados de uma dobra são chamados de flancos, e o plano axial é a superfície imaginária que a divide na forma mais simétrica, com um flanco em cada lado do plano. O eixo da dobra é a linha formada pela intersecção do plano axial com as camadas litológicas.
Os principais elementos geométricos de falhas são o plano de falha, superfície pela qual ocorre o deslocamento relativo entre blocos, e o rejeito, medida do deslocamento linear resultante do movimento. As falhas são classificadas de acordo com a geometria, sendo comum sua distinção de acordo com o movimento relativo entre os blocos falhados (Loczy e Ladeira, 1976). Em falhas normais, resultantes de esforços extensivos, um dos blocos se abate na mesma direção na qual mergulha o plano de falha. Em falhas transcorrentes, o deslocamento relativo dos blocos ocorre prioritariamente na horizontal. Em falhas inversas, esforços compressivos resultam no cavalgamento de um bloco sobre o outro.
A observação direta de falhas em afloramentos ou na superfície do terreno é possibilitada pelo deslocamento de um nível de referência estratigráfico ou por indicadores na superfície de falha (i.e., moagem e fragmentação), que refletem o atrito ocorrido pelo deslocamento dos blocos. Formas de relevo produzidas em áreas falhadas são apresentadas na literatura geológica e geomorfológica (p.e., Cotton, 1949; Howard, 1967; Chorley et al., 1984). Falhas normais e transcorrentes possuem, em geral, expressão topográfica marcada por relevo estruturado e alinhado, com vales alongados e de fundo planificado, sendo estas feições ressaltadas ou suavizadas dependendo do regime intempérico vigente. As escarpas de falha e de linha de falha (Figura 4.1) são feições geomorfológicas que evidenciam a presença de falha, onde a dinâmica evolutiva destas feições gera, quando jovens, deposição de natureza coluvionar e aluvionar, como consequência do relevo gerado pela falha. No entanto, em falhas antigas, tais vestígios sedimentares são geralmente erodidos. A erosão tem papel fundamental na evolução do recuo da escarpa de uma falha, onde o registro se dá pela presença da linha de falha, com feições já bastante suavizadas e dissecadas. Dentre as maiores expressões topográficas de falhas, está o denominado relevo escalonado (Figura 4.1). Este é formado por estruturas denominadas de grabens (blocos rebaixados) e horsts (blocos elevados).
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Figura 4.1 – Representações de relevo associado às falhas geológicas. Adaptado de Suertegaray et al. (2003).
4.1.1 Lineamentos morfoestruturais por sensoriamento remoto
A análise morfoestrutural pode ser a única fonte de informação tectônica em áreas com escassez de exposições de rocha. Este tipo de abordagem também é importante para completar o mapeamento de lineamentos em áreas onde dados de campo são disponíveis. Isto porque esse tipo de análise fornece uma melhor visão dos lineamentos morfoestruturais além dos limites dos dados pontuais de afloramentos, indicando possíveis continuidades e descontinuidades espaciais de estruturas.
Durante muito tempo, fotografias aéreas representavam as únicas fontes disponíveis para a identificação de lineamentos morfoestruturais. Com o avanço das técnicas de sensoriamento remoto orbital, esta tarefa foi otimizada devido principalmente aos seguintes motivos: i) custos mais baixos de produtos de sensoriamento remoto em relação a fotografias aéreas, particularmente os de média resolução, como imagens do satélite LANDSAT; ii) tratamento de dados mais prático no estudo de áreas extensas; iii) avaliação mais completa da continuidade dos lineamentos; e iv) o excesso de detalhes da fotografia aérea podem obstruir a identificação de feições morfoestruturais, problema sanado pela ampla visão fornecida por imagens de satélite (Arlegui e Soriano, 1998).
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Diversos produtos de sensoriamento remoto têm sido utilizados na análise de lineamentos morfoestruturais, como os dados adquiridos por sensores ópticos (p.e., LANDSAT, ASTER, SPOT, IRS), historicamente os mais frequentes (p.e., Sabins, 1978; Ferrandini et al., 1993; Arlegui e Soriano, 1998; Singh et al., 2007; Kavak, 2005; Kavak et al., 2009; Ramli et al., 2010). Um volume crescente de publicações tem comparado o potencial de vários produtos ópticos existentes para mapeamento de lineamentos (p.e., Hung et al., 2005; Abdullah et al., 2009; Qari, 2010). Tais abordagens têm sido aplicadas principalmente para regiões áridas e semiáridas (p.e., Süzen e Toprak, 1998; Ali e Pirasteh, 2004; Solomon e Ghebreab, 2006; Virdi et al., 2006). A hegemônica importância de dados ópticos visando estudos geomorfológicos diminui drasticamente em áreas com cobertura vegetal densa, frequência de nuvens e uso intenso da terra, que são elementos particularmente problemáticos nas áreas tropicais úmidas. Estas características podem reduzir ou até excluir a possibilidade de visibilidade de feições morfoestruturais (Gustafsson, 1994; Cortés et al., 1998). Um volume crescente de trabalhos tem comparado e integrado imagens ópticas e de radar (p.e., ERS−1, ERS−2, JERS−1) ao interpretar lineamentos morfoestruturais (Tae e Moon, 2002; Arlegui e Soriano, 2003; Masoud e Koike, 2006; Morelli e Piana, 2006; Demirkesen, 2008).
Atualmente, há um interesse crescente na aplicação de modelo digital de elevação em estudos geomorfológicos. Em particular, este tipo de dado contribui significativamente para mapear lineamentos morfoestruturais. Isso se deve principalmente ao realce das características topográficas fornecidas por uma visão em terceira dimensão (Akman e Tüfekçi, 2004; Peña e Abdelsalam, 2006; Masoud e Koike, 2006; Virdi et al., 2006; Lin et al., 2007). Adicionalmente, há a possibilidade de análise utilizando a ferramenta de sombreamento, que permite a iluminação artificial da orientação e inclinação da iluminação (Figura 4.2),
aumentando a chance de detecção de lineamentos (Oguchi et al., 2003; Concha−Dimasa et al., 2005; Masoud e Koike, 2006; Andreas e Allan, 2007).
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Figura 4.2 – Representação das propriedades inerentes à técnica de sombreamento artificial sobre modelo digital em área hipotética. A) representação da influência da direção do realce do relevo, gerando maior sombreamento das feições perpendiculares à orientação da iluminação, e; B) influência da inclinação da iluminação sobre o terreno demonstrando maior sombreamento nas menores inclinações.
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A expectativa é que os dados de MDE sejam utilizados mais frequentemente para interpretar lineamentos em áreas tropicais úmidas. Os dados de Interferometria de Radar de Abertura Sintética (InSAR), adquiridos durante o Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), são de particular interesse, pois estão disponíveis gratuitamente para grande parte do planeta.