Geologia e geomorfologia da ilha Graciosa – Arquipélago dos Açores
Dejanira Luderitz Saldanha1 Lucas Nay Rosseti1 Evandro Fernandes de Lima1
Adriane Machado2 Carlos Augusto Sommer 1
Breno Leitão Waichel3
1
Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS Av. Bento Gonçalves 9500 CEP 91501-97, Porto Alegre - RS, Brasil dejanira.saldanha@ufrgs.br; lucasross@hotmail.com; evandro.lima@ufrgs.br;
casommer@netsinos.br;
2
Instituto de Geofísica – Universidade de Coimbra adrianemachado@ci.uc.pt
3
Universidade Federal de Santa Catarina
breno@cfh.ufsc.br
Abstract. Graciosa Island is one of nine islands of the Azores archipelago located at 28°05’W and 39°05’N latitude and longitude, in the North Atlantic Ocean, close to the Mid-Atlantic Ridge. It is located close to the Azores Triple Junction, where the Eurasian, African and American plates meet. The Portuguese island has an area of 60.65 km², a length of 10 km and a width of 7 km. The volcanism on Graciosa was predominantly characterized by low explosivity and the subaerial volcanism had its beginning approximately 600,000 years ago with the formation of a shield volcano. The lavas vary from basalts to mugearites and belong to the alkaline-sodic series and volcanoclastic rocks are composted by scoreaceous basalt and trachytic deposits (piroclastic flow, fall and surge, redeposited volcanis sequences). The stratigraphic units in order of decreasing age are : the Serra das Fontes Volcanic Complex , the Serra Branca Volcanic Complex and the Vitória-Vulcão Central Volcanic Complex. The latter comprises two different units: the Vitória basaltic Unit and the Vulcão Central Unit. This study combines SRTM data and images data TM sensor with field observations of the Graciosa Island. Geomorphological data, altimetric data and slope allowed separating three distinct geomorphological regions that represent the island evolution.
Palavras-chave: remote sensing, image processing, geology, sensoriamento remoto, processamento de imagens,
geologia.
1. Introdução
No presente trabalho são apresentados os dados geológicos e geomorfológicos da ilha Graciosa, Arquipélago dos Açores. Essa ilha está situada no extremo noroeste do Grupo Central deste arquipélago nas coordenadas geográficas 28° 05’ W e 39° 05’ N. Possui uma área aproximada de 62 km², cota máxima de cerca 402 metros e uma geometria elíptica (12,5 km de comprimento e 8,5 km de largura máxima).
Esta é uma das ilhas que emergiu da Plataforma dos Açores, um alto topográfico próximo a cordilheira mesoatlântica (CMA) e que faz parte de um arquipélago, com nove ilhas, posicionado ao longo de uma faixa orientada segundo a direção N50ºW, compreendida entre as latitudes de 37º e 40º N e as longitudes de 25º e 32º W.
Com base no seu posicionamento relativo, as nove ilhas do Arquipélago dos Açores foram organizadas em três grupos: 1- Grupo Ocidental: ilhas das Flores e Corvo; 2- Grupo Central: ilhas do Faial, Pico, S. Jorge, Terceira e Graciosa; 3- Grupo Oriental: São Miguel e Santa Maria, além dos ilhéus das Formigas (NE de Santa Maria), Figura 1.
Figura 1- Arquipélago dos Açores, Portugal.
A origem do arquipélago é atribuída à presença de uma pluma mantélica (Schilling 1975) conforme sugerido por dados isotópicos e geofísicos (Cochran e Talwani 1978; Searle 1980).
Em termos geotectônicos o arquipélago localiza-se em uma área de "junção tríplice" das placas euroasiática, africana e norte-americana formando a Microplaca dos Açores, limitada a oeste pela Cadeia Meso-Atlântica (CMA) e a norte pelo Rifte da Terceira. Com direção geral WNW-ESSE, inclui os alinhamentos: Graciosa – Terceira - São Miguel, São Jorge - São Miguel e Faial – Pico - São Miguel sendo caracterizada por uma intensa atividade sismo- vulcânica. As principais características geodinâmicas dos Açores levaram a construção e proposta de três modelos distintos: 1) tension model ou Terceira Ridge model sugere-se um deslocamento do tipo divergente ou rifting, onde ocorre a construção progressiva de nova crosta oceânica em um ambiente geodinâmico do tipo extensivo (Bufom, et al 1988); 2)
Azores microplate model, (Forjaz, 1988) é proposto um limite do tipo deslizante correspondente a uma falha transformante dextral (strike-slipe model); e 3) modelo da Transformante-Rifte (Leaky transform) São Jorge SW - São Miguel SW (Ribeiro, 1982; Madeira e Ribeiro, 1990), atribuindo esse limite a uma atuação simultaneamente divergente e deslizante que origina um regime geodinâmico do tipo transtensívo (transtension model).
2. Metodologia de Trabalho
Os dados de campo ilha Graciosa foram obtidos em uma campanha de levantamento geológico realizado em outubro de 2012. Dados geoquímicos e geocronológicos foram obtidos em uma revisão bibliográfica sobre a ilha. Para a análise posicional dos elementos geomorfológicos e geológicos que estruturam a ilha Graciosa foi utilizado o modelo numérico do terreno obtido pela SRTM e uma imagem multiespectral do sistema Landsat, órbita 217, ponto 033.
Com relação à imagem multiespectral, duas cenas do sensor TM foram selecionadas. A imagem de menor incidência de nuvens, sobre a área exposta da ilha, determinou a seleção da imagem constituindo-se no principal parâmetro na definição da imagem escolhida. A data de aquisição da imagem Landsat é 3 de junho de 2000.
O modelo numérico do terreno e a imagem multiespectral foram processados no programa ENVI.4. Retirar os pixels espúrios da imagem SRTM, denominados ruídos, teve a finalidade de melhorar a sua qualidade para a análise visual. Este procedimento foi nescessário tendo em vista que a variação do ruido, principalmente na região do oceano,
altimétricos, foram geradas as imagens com intervalos altimétricos e de intervalos de declividade.
3. Resultados e Discussão
3.1. Geologia da Ilha Graciosa
A ilha Graciosa é constituída por manifestações basalticas de afinidade alcalina (Almeida 2001) que geraram spatter cones e cones de escórias e derrames com morfologias pahoehoe e `a`a. Os dados de campo sugerem uma baixa explosividade na história geológica da ilha e as rochas piroclásticas tem uma composição básica até mais diferenciada, nesse caso dominantemente traquítica. Estudos realizados por Gaspar (1996) permitiram dividir a ilha em diferentes complexos vulcânicos. As manisfestaçoes geologicamente mais antigas foram agrupadas no Complexo Vulcânico Serra das Fontes (620 ± 120 ka, Féraud et al., 1980), com a construção de um vulcão em escudo. Esse é sucedido pelo Complexo Vulcânico da Serra Branca (350 ± 40 ka, Féraud et al., 1980) onde dominam produtos traquíticos e finalmente o Complexo Vulcânico do Vulcão Central – Vitória. Esse último agrupa duas unidades geológicas contemporâneas, denominadas de Unidade Vitória (basáltica) e Unidade Vulcão Central, que compreende basaltos até traquíticos.
O Complexo Vulcânico Serra das Fontes localiza-se na porção central da Ilha Graciosa como um corpo elíptico alongado de direção principal NW-SE, e é constituido por uma série de derrames basálticos subaéreos do tipo `a`a. Nessa unidade os derrames `a`a. são pouco espessos, com em média 2m, e caracterizados por zona basal brechada, núcleo maciço porfirítico vesiculado e zona de topo brechada.
O Complexo Vulcânico Serra Branca tem suas melhores exposições na porçao SW da ilha é constituido predominantemente por depósitos vulcanoclásticos, onde dominam depósidos de queda ricos em púmice. Ocorrem também domos traquíticos.
O Complexo Vulcânico Vulcão Central – Vitória constitue cerca de 80% das exposições de rochas vulcânicas da Ilha Graciosa.
A Unidade Vitória domina a porçao NW da ilha e é constituida por cones de escórias, e derrames basálticos associados, além do spatter cone da Caldeirinha de Perô Botelho. Os cones de escórias representam elevações topograficas com geometrias semicirculares, com uma das laterais abatidas, associada ao escoamento dos derrames. São compostos por fragmentos basálticos extremamente vesiculares (depósitos de escórias) com excessão da caldeira de Perô Botelho formada por depósitos de respingos= spatter. Os derrames básicos geraram morfologias tipo pahoehoe e `a`a, porfiríticos, ricos em fenocristais de plagioclásio. Os derrames pahoehoe ocupam os locais com topografia horizontalizada e foram gerados por taxas de efusão baixas. Os derrames são pouco espessos e bem vesiculados, observam-se feições de superfícies em corda e tubos de lavas. Os derrames ‘a’a foram transportados ao longo de desniveis topográficos e possuem carapaças externas brechadas, com clastos monomíticos de basalto escoriáceo e núcleos hemicristalinos porfiríticos, com fenocristais de plagioclásio.
A Unidade de Vulcão Central representa uma caldeira que aflora na porção SE da ilha Graciosa. É constituida por uma sucessão de depósitos vulcanoclásticos intercalados a derrames basálticos do tipo `a`a. Os depósitos vulcanoclásticos são de origem piroclástica e são representados por surge, queda, e fluxos de cinza e blocos, além de depósito dos vulcanoclásticos ressedimentados. Ocorrem depósitos subaquosos isolados nas áreas que compõe a Baia da Folga.
Figura 2–Compartimentos geológicos da Ilha Graciosa, Açores Central (extraído de Gaspar,1996). Legenda: SFVC- Complexo Vulcânico Serra das Fontes; SBVC- Complexo Vulcânico da Serra Branca; Complexo Vulcânico do Vulcão Central – Vitória (VU-unidade Vitória e VCU-unidade vulcão central
3.2 . Geomorfologia da Ilha Graciosa
A associação dos dados altimétricos provenientes da missão SRTM e a imagem multiespectral TM, composição colorida RGB nas bandas 453 (figura 3) demonstram que a ilha Graciosa pode ser compartimentada em três setores geomorfológicos que não correspondem, nescessariamente, às formações geológicas (Figura 3).
Neste estudo foram definidos três compartimentos geomorfológicos (Figura 3):
Compartimento 1 – porção localizada à NW da ilha correspondendo às exposições das
rochas mais antigas, além dos derrames basálticos e dos pequenos cones de escória da Unidade Vitória. Esta região representa uma rampa de suave declividade (0,11 a 2,0 %), figura 6 e baixas altitudes (figura 5) que variam de 1m até 140m, (cores vermelho, azul e amarelo) na direção NW, figura 5.
Compartimento 2 – ocupa a porção central da ilha constituindo duas feições
geomorfológicas proeminentes denominadas Serra Dormida e Serra Branca que elevam-se a partir da altitude de 160m atingindo os 321m (Figura 5). A declividade destas feições variam de 2,01 a 20,00% (figura 6).
Compartimento 3 – localizado na porção SE da ilha é dominado pela feição geomorfológica
de um edifício vulcânico com caldeira central. As altitudes atingem os 401m (figura 5) e as declividades variam de 5 a 64% (figura 6) .
Figura 3 – Image RGB, Landsat TM - compartimentos geomorfológicos da Ilha Graciosa, Açores Central.
Figura 4 – Imagem da ilha Graciosa-Landsat TM associada ao Modelo Numérico do Terreno. Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Figura 5 – Imagem da Ilha Graciosa com dados de intervalos de Altimetria. Vermelho(1m-40m),Azul(41m-80m),amarelo(81m-120m),ciano(121m-160m),magenta(161m-200m),castanho-vermelo(201m-280m),verde(281m-320m),laranja(321m-401m).
4. Conclusões
Neste trabalho foram identificados três compartimentos geomorfológicos na Ilha Graciosa, Açores Central, tendo por base os dados de altimetria do SRTM e as imagens multiespectrais do sistema Landsat. O compartimento 1, posicionado na porção noroeste da ilha, representa uma rampa de declividade suave (0,11 a 2,0 %), até uma altitude de 120 metros. Esta região representa as formações geológicas mais antigas da ilha e agrupa duas unidades geológicas contemporâneas (Unidade Vitória-basáltica e Unidade Vulcão Central- basaltos e traquitos). O compartimento 2 apresenta geomorfologia bem distinta e acidentada, com declividades de 2,01% a 5,0% e a presença de maciços vulcânicos denominados Serra Dormida e Serra Branca. O compartimento 3, formado por rochas mais jovem, constitui-se em um edifício vulcânico coalescente à ilha.
Agradecimentos
Ao Programa de Estímulo à Inserção Internacional de Estudantes de Pós-Graduação da UFRGS – Edição 2012 que possibilitou a realização dos trabalhos de campo e coleta de amostras da Ilha Graciosa e manifestam ao CNPq pelas bolsas de produtividade.
Referências Bibliográfica
Almeida, H.A. (2001) - A fonte mantélica na região dos Açores: constrangimentos impostos pelas características geoquímicas de rochas vulcânicas e de xenólitos ultramáficos. Tese de doutoramento no ramo de Geologia, especialidade de Vulcanologia. Universidade dos Açores, Departamento de Geociências, 184p.
Bufom, E., Udias, A.; Colombh, M.A., 1988. Seismicity, source mechanisms and tectonics of the Azores-Gibraltar plate boundary. Tectonophysics. 152: 89-118.
Cochran, J. R.; Talwani, M. (1978), Gravity anomalies, regional elevation, and the deep structure of the North Atlantic, J. Geophys. Res., 83(B10), 4907–4924;
Féraud , G.; Kaneoka, J. ; Allègre, C 1980. K/Ar ages and stress pattern in the Azores: geodynamic implations. Earth Planet. Sci Lett. 46, 275-286.
Fojaz, V.H., 1988. Azores study tour. Field trip guide: Seminar on the prediction of earthquakes. Econ. Comm. For Europe-UN, Lisbon, 26 pp.
Gaspar, J.L. 1996. Ilha Graciosa (Açores): História Vulcanológica e Avaliação de Hazard. Tese de doutoramento no ramo de Geologia, especialidadede Vuncanologia. Universidade dos Acóres. Dep. Geociências, 361p.
Madeira, J; Ribeiro A. 1990.Geodynamic models for the Azores triple junction :a contribution from tectonics. Tectonophysics, 184 (1990) 405-415.
Ribeiro, A. 1982. Tectonica de placas: aplicação a sismotectônica e a evolução da fronteira de placas Acores-Gibraltar. Geonovas, l(4): 87-96.
Searle, R. 1980. Tectonic pattern of the Azores spreading centre and triple junction. Earth Planet. Sci Lett, 51, 415-434.
Schilling, J.G. 1975. Azores mantle blob: rare-earth evidence. Earth Planet. Sci Lett. 25, 103-115.
