UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
NARJARA MARIA ARAUJO CARNEIRO RAYRON MAIA RODRIGUES
MORFODINÂMICA E SEDIMENTOLOGIA RECENTES DA PLANÍCIE DE MARÉS DO RIO BARRA NOVA, MUNICÍPIO DE CAUCAIA, CEARÁ
FORTALEZA 2018
NARJARA MARIA ARAUJO CARNEIRO RAYRON MAIA RODRIGUES
MORFODINÂMICA E SEDIMENTOLOGIA RECENTES DA PLANÍCIE DE MARÉS DO RIO BARRA NOVA, MUNICÍPIO DE CAUCAIA, CEARÁ
Trabalho de Conclusão de Curso apresentada ao Departamento de Geologia da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Geologia.
Orientador: Prof. Dr. Daniel Rodrigues do Nascimento Jr.
FORTALEZA 2018
MORFODINÂMICA E SEDIMENTOLOGIA RECENTES DA PLANÍCIE DE MARÉS DO RIO BARRA NOVA, MUNICÍPIO DE CAUCAIA, CEARÁ
Trabalho de Conclusão de Curso apresentada ao Departamento de Geologia da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Geologia.
Orientador: Prof. Dr. Daniel Rodrigues do Nascimento Jr.
Aprovada em: ___/___/______.
BANCA EXAMINADORA
________________________________________ Prof. Dr. Daniel Rodrigues do Nascimento Jr. (Orientador)
Universidade Federal do Ceará (UFC)
_________________________________________ Prof. Dr. Christiano Magini
Universidade Federal do Ceará (UFC)
_________________________________________ Prof. Dr. Wellington Ferreira da Silva Filho
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus que nos possibilitou que esses 5 anos ocorressem e que todas as dificuldades que apareceram no caminho fossem superadas.
A Universidade que ofertou todos os ambientes de aprendizado e que auxiliou em todos os campos para que pudéssemos aprender da melhor forma possível.
Aos professores que fazem parte do departamento e em especial o nosso professor orientador Daniel Nascimento pelo apoio, confiança e dedicação. Ao Robert Muniz por ter contribuído muito no início desse projeto. As pessoas que colaboraram no Laboratório de Paleontologia, Irineudo Bezerra e Saulo Limaverde, por ter nos auxiliado quando precisamos. A GeoCapta – Empresa Junior da Geologia onde tivemos a oportunidade de passar 2 anos podendo ampliar os conhecimentos que eram adquiridos em sala de aula e executa-los ainda no ambiente estudantil.
Eu, Narjara Carneiro, agradeço a toda minha família, em especial aos meus pais Aureni Araújo e Aloysio Veigas, que me proporcionaram a melhor educação e lutaram para que eu estivesse concluindo mais essa etapa da minha vida. Sei o quanto vocês se doaram para essa realização. Também as minhas irmãs Nayra Patrícia e Nayara Pryscilla por todo apoio. Sou grata por todos os amigos próximos que sempre me animaram e tornaram tudo mais leve e simples, principalmente ao Rayron, Levi, Erick, Clayson, Julia, Isaac e Jessica por estarem comigo em todos os momentos, mesmo que de longe, e que de alguma forma contribuíram para a conclusão desses 5 anos de curso. Por fim, à bolsa de iniciação científica (Pibic) do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) de 2015.2 a 2016.1 que me apoiou na realização desse trabalho.
Eu, Rayron Maia, agradeço а minha mãe Marlene Maia, heroína que mе deu apoio, incentivo nas horas difíceis, de desânimo е cansaço. A minha irmã Rayra e ao meu pai por terem me apoiado durante esses anos. A minha tia Erbene por ter me aberto as portas para que eu pudesse morar na sua casa e ter me ajudado durante todos esses anos. A todos os meus amigos que direta ou indiretamente me deram conselhos, ouviram meus lamentos e me ampararam ao longo de todos esses anos de Graduação e especialmente a Narjara por ter sido minha parceira na realização desse trabalho e na vida.
“Devemos lembrar que momentos imprevisíveis podem mudar sua vida, se estiver preparado pra eles”
RESUMO
O rio Barra Nova é uma drenagem de pequeno porte que desemboca na zona costeira de Caucaia (CE), local onde se alarga em uma planície de marés conhecida como “Lagoa” da Barra Nova. Trata-se de um sistema muito dinâmico, reconhecido pela frequente mudança em tamanho e posição de suas morfologias, mas também por seu uso enquanto área de lazer e prática de esportes aquáticos. É, portanto, área de interesse dos pontos de vista científico e ambiental, sendo neste último aspecto relacionado à necessidade de uso sustentável por frequentadores e turistas. Neste âmbito, propôs-se aqui a análise da variação de suas feições constituintes (formas) por meio do exame de imagens de satélite e fotografias aéreas, levantamento das feições topográficas no campo em dois semestres de um mesmo ano (2018) sobre a barreira e o estudo de textural dos componentes terrígenos e bioclásticos dos sedimentos no interior da planície de marés e seu teor de matéria orgânica. O estudo textural, em particular, foi voltado para obtenção de vetores de transporte sedimentar por meio das características granulométricas dos sedimentos em 25 estações, testadas e validadas por estatísticas dos momentos de Pearson e de testes de significância. Os resultados de sensoriamento remoto mostraram mudanças intensas nas feições emersas e imersas nos últimos 15 anos, destacando grande variação na largura da barreira, grandes intervalos de fechamento do canal de maré, rápido deslocamento SE-NW do canal, formação e emersão de bancos arenosos na forma de ilhotas e elevado dinamismo de canais de maré secundários imersos. Já os perfis topográficos na barreira destacaram grande quantidade de cascalho residual associado às ressacas, indícios de fechamento artificial da planície de marés, grande redução no volume de areia entre o primeiro (março) e o segundo (setembro) semestre e a formação de feições eólicas incipientes (lençóis de areia e protodunas). Os sedimentos da planície de marés são areias finas, moderadamente selecionadas e de assimetria negativa a muito negativa. Nelas, em média, o componente dominante é o quartzo, seguido de poucos minerais opacos e apenas menos de 1% de bioclastos. Entre os bioclastos, destacaram-se miliolídeos e ostracodes oceânicos. O teor de matéria orgânica bruta, por sua vez, foi muito baixo, mas concentrado com teor médio mais alto no norte-noroeste da planície. Os momentos de Pearson sobre a granulometria indicaram predomínio de transporte ativo pelo Caso B de McLaren; Bowles (1985) no sentido da maré enchente. O cálculo de vetores de transporte com testes de significância reforça esse resultado para 15 vetores aceitos com rumo médio para SSW (218º AZ) e
comprimento adimensional 1,74. Em suma, os resultados reforçam que o transporte seja dominado pela maré enchente, mas que a dinâmica interna da planície é afetada tanto por ressacas como por intervenções artificiais no canal de marés com intuito de aproveitamento da região para o lazer e turismo.
ABSTRACT
The Barra Nova River is a small drainage finding the sea in the coastal zone of Caucaia (Ceará State, Brazil), where it enlarges in a tidal plain known as "Lagoa" of Barra Nova. It is a very dynamic system, recognized by the frequent change in size and position of its morphologies, but also by its use as a recreation area and for the practice of water sports. It is, therefore, an area of interest from the scientific and environmental viewpoints, being in the latter subject related to the need for sustainable use by visitors and tourists. In this context, it was proposed here the analysis of variations of its constituent features (forms) through the examination of satellite images and aerial photographs, surveying topographic features in two semesters of the same year (2018) on the barrier and the textural study of terrigenous and bioclastic components and their organic matter content. The textural study, in particular, aimed to obtain sedimentary transport vectors by means of grain size features of the sediments from 25 stations, tested and validated by Pearson moments’ statistics and significance tests. The results of remote sensing shown strong changes in the emerged and submerged features in the last 15 years, highlighting a huge variation in the barrier width, long intervals of closing inlet, quick SE-NW displacement of the inlet, formation and emerging of sand bars as islets and high dynamics in secondary, submerged tidal channels. For its turn, the topographic profiles in the barrier remarks the high content of lag gravels related to coastal storms, signs of artificial closing of the tidal plain, strong reduction in the sand volume between the first (March) and second (September) semesters, and the formation of incipient eolian features (sand aprons and protodunes). The sediments from the tidal plain are fine sands, moderately sorted and negative to very negative asymmetric. There, in mean, quartz is the dominant component, followed by few opaque minerals and a mere less than 1% bioclasts. Among the bioclasts, the majority are marine miliolids and ostracods. The gross content of organic matter, by its turn, was very low but concentrated with higher mean content in the north-northwest of the plain. The Pearson moments for the grain size indicate predominance of active transport of the Case B of McLaren; Bowles (1985) following the course of the flood tide. The calculation of the transport vectors with significance tests reinforces this result for 15 accepted vectors with mean direction towards SSW (218o AZ) and dimensionless length 1.74. In short, the results reinforce the transport being dominated by the flood tide,
whereas the internal dynamics of the plain would be affected both by coastal storms and artificial interventions in the inlet seeking for recreation and touristic activities.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Mapa de localização da Planície de Maré do Rio Barra Nova com acesso desde a
cidade de Fortaleza. (Fonte: Google Earth)... 14
Figura 2: Imagens Ikonos (Google EarthTM) da planície de marés do rio Barra Nova. Acima,
imagem obtida em 24/06/2010. Abaixo, em 26/07/2011. ... 16
Figura 3: Pontos de coleta das amostras na planície de marés do Rio Barra Nova com
caminhamento feito em uma ordem alfanumérica dos códigos de seus pontos durante a atividade de campo e perfis transversais e longitudinal feito durante nivelamento topográfico (Fonte: Autores). ... 21
Figura 4: Sequência de imagens vetorizadas da porção emersa e imersa da planície de marés do
Rio Barra Nova. Fonte: Autores. ... 28
Figura 5: Fotos A e B foram tiradas durante o primeiro levantamento (Março de 2018) e a foto
C no mês de Março de 2016. A: Cascalhos abundantes na área devido a ressaca do mar; B: Canal aberto; C: Pedaço de Beach rocks na areia. Fotos D, E e F tiradas tirante o segundo levantamento (Setembro de 2018). D: Sacos de areia usados para contenção da barreira; E: Lençol Eólico e F: Cascalhos. ... 31
Figura 6: Perfis topográficos das seções transversais da barreira da Planície de Maré no
primeiro semestre do ano em A e no segundo semestre em B. Fonte: Autores. ... 33
Figura 7: Perfis topográficos das seções longitudinais da barreira da Planície de Maré no
primeiro semestre do ano em A e no segundo semestre em B. Fonte: Autores. ... 34
Figura 8: Imagens tiradas através da lupa binocular das amostras de sedimentos A: Fragmentos
de conchas e mineral pesado; B: Opacos; C Globigerina; D Miliolídeos; E: Ostracode hialino e F: Ostracode. Fonte: Autores. ... 36
Figura 9: Mapa de interpolação dos valores de porcentagem (%) de matéria orgânica nos
sedimentos da planície de marés. Fonte: Autores. ... 37
Figura 10: Mapas de interpolação das estatísticas dos três primeiros momentos de Pearson
(diâmetro médio, desvio-padrão, assimetria) sobre a granulometria das amostras da planície de marés. Os valores se encontram na escala phi (Ф). Fonte: Autores. ... 38
Figura 11: Representação dos vetores de transporte obtidos para o interior da planície de marés
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Larguras da barreira e da desembocadura de maré do Rio Barra Nova nos últimos 15
anos. Zero na largura da desembocadura indica períodos de fechamento. Valores da largura da Barreira divididos por 10 para efeitos de comparação. Fonte: Autores. ... 30
Gráfico 2: Teores médios de componentes terrígenos (quartzo + minerais pesados opacos) e
bioclásticos dos sedimentos da planície de marés. Fonte: Autores. ... 35
Gráfico 3: Teores de bioclastos associados aos sedimentos da planície de marés. Fonte:
Autores. ... 36
Gráfico 4: Correlação entre parâmetros dos três primeiros momentos de Pearson nas amostras
da planície de marés (valores na escala phi, Ф). Os símbolos n, r e α correspondem respectivamente a número de amostras, coeficiente de correlação linear e nível de significância (por teste de regressão unicaudal t de Student). Fonte: Autores. ... 40
Sumário
1. INTRODUÇÃO ... 14 2. OBJETIVO GERAL ... 18 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 18 4. GEOLOGIA REGIONAL ... 19 5. MÉTODOS ... 20 5.1. Levantamento bibliográfico ... 205.2. Análise de imagens para sensoriamento remoto ... 20
5.3. Atividades de campo... 20
5.4. Estudo de grãos à lupa binocular ... 22
5.5. Atividade de laboratório: granulometria da fração arenosa ... 22
5.6. Atividade de laboratório: granulometria da fração lamosa ... 23
5.7. Cálculo de vetores de tendência de transporte sedimentar... 23
5.8. Atividade de laboratório: teor bruto de matéria orgânica ... 25
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 26
6.1. Dinâmica das feições da planície de marés e barreira via sensoriamento remoto .... 26
6.2. Perfis topográficos da barreira ... 30
6.3. Componentes das areias e teor bruto de matéria orgânica ... 35
6.4. Momentos de Pearson da granulometria ... 37
6.5. Cálculo de vetores de transporte ... 40
7. CONCLUSÕES ... 41
14
Figura 1: Mapa de localização da Planície de Maré do Rio Barra Nova com acesso desde a
cidade de Fortaleza. (Fonte: Google Earth) 1. INTRODUÇÃO
Drenagens costeiras de pequeno porte, com saída para o mar e variável influência de marés, são comuns por toda a costa brasileira, e recebem ali diferentes designações, como sangradouros ou arroios, na Região Sul, e maceiós, na Região Nordeste (GIANNINI, 1993). São sistemas que podem associar-se a outros como estuários, lagunas, baías e mesmo a outras drenagens de características semelhantes, por vezes em sistemas de planícies de marés (SUGUIO, 1980). Canais desse tipo ainda podem ter considerável influência no aporte e/ou bloqueio de sedimentos na zona costeira (NASCIMENTO, 2006). Este tipo de sistema tem sua importância elevada enquanto fonte potencial de recursos hídricos nas regiões onde o clima é escasso em precipitação (LIMA; MORAIS; SOUZA, 2000).
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Este é o caso do rio Barra Nova, que desemboca na zona costeira de Caucaia (CE) (Figura 1). O rio Barra Nova pertence ao conjunto de drenagens das chamadas Bacias Hidrográficas Metropolitanas, cuja área coberta é estimada em 15.085 km2, e onde se destacam os rios Ceará, Cocó e Pacoti (LIMA; MORAIS; SOUZA, 2000). Seu trecho final, adjacente à desembocadura, alarga-se em uma planície de marés triangular conhecida como “Lagoa” ou “Lagamar” da Barra Nova, de área aproximada de 87.500 m2, onde constitui limite entre as praias de Icaraí (leste) e Tabuba (oeste) (GOVERNO MUNICIPAL DE CAUCAIA, 2015). Este alargamento se desfaz na desembocadura, com estreitamento relacionado a um trecho de barreira ou esporão de areia alongado, de cerca de 500 m de comprimento por 100 m de largura, e que a separa do mar aberto.
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Um rápido exame por fotografias aéreas e imagens de satélite da planície de marés do rio Barra Nova ressalta que sua desembocadura é extremamente dinâmica, com breves (meses?) períodos de fechamento da barreira alternados por períodos mais longos (anos) de migração longitudinal de sua foz (Figura 2). Outras mudanças de destaque incluem surgimento e desaparecimento de ilhotas, embaiamentos, e variações nas larguras da desembocadura de maré (inlet) e de sua barreira associada. Um estudo
Figura 2: Imagens Ikonos (Google EarthTM) da planície de marés do rio Barra Nova. Acima,
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mais preciso sobre estes aspectos e também sobre o saldo entre áreas perdidas por erosão vs. acrescidas por deposição poderia fornecer indícios de uma possível ciclicidade natural nestes fenômenos e até onde impactos antrópicos afetam a dinâmica observada. Somadas a análises texturais dos sedimentos transportados, essa dinâmica envolveria ainda informações acerca da distribuição de correntes de marés, sua relação com mudanças de forma na barreira e com a ação de correntes fluviais e empilhamento de ondas mais fortes (sobrelavagem) sobre a barreira.
Tanto a região da planície de marés do rio Barra Nova como sua barreira têm sido intensamente aproveitados para lazer, com destaque para banhistas, bugueiros e praticantes de esportes aquáticos (kitesurf). Isto tem movimentado uma importante atividade econômica no local, mas também demanda cuidados relacionados aos possíveis impactos ambientais decorrentes. Lima; Morais; Souza (2000) chamam atenção para outros processos comuns de impacto antrópico nas “lagoas” próximo a áreas urbanas da capital, como despejo de esgoto e ocupação irregular de suas margens. Ademais, são conhecidos os problemas de erosão nas praias imediatamente a leste do rio Barra Nova (Icaraí), tendo sido estudados desde a década de 1970 por pesquisadores da UFC, e com participação de outros órgãos como o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) (FOLHA DE SÃO PAULO, 2005). Ali, há suspeitas de que as causas sejam antrópicas, relacionadas à construção de espigões artificiais de pedra na orla urbana de Fortaleza, à barlamar da corrente de deriva litorânea regional.
Pelas razões expostas, o estudo da dinâmica na região da planície de marés do rio Barra Nova auxiliaria no planejamento de sua manutenção sustentável enquanto área de turismo recreativo e de aventura. Este estudo também possui potencial na compreensão de fenômenos de erosão recentes ocorrentes na região próxima das praias de Icaraí.
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2. OBJETIVO GERAL
O objetivo geral deste Trabalho de Conclusão de Curso foi interpretar a dinâmica sedimentar da planície de marés do Rio Barra Nova em um período recente de anos a décadas, incluindo mudanças morfodinâmicas e padrões de transporte ante aos fatores climáticos e/ou antrópicos atuantes no intervalo de tempo considerado. Para tanto, o presente estudo foi dedicado não apenas à planície de marés em si como também sua barreira adjacente no lado oceânico.
3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Levantar bibliografia sobre dados de vazão hídrica, clima e uso das águas do rio Barra Nova para o intervalo de tempo considerado;
Interpretar imagens de satélite e/ou fotografias aéreas dos últimos anos/décadas na planície de marés do rio Barra Nova com especial atenção às dinâmicas de mudança de feições emersas e imersas, e estimar qualitativamente possíveis saldos sedimentares (erosão/deposição);
Coletar amostras de sedimentos recentes distribuídas em forma de malha regular na planície de marés durante a maré baixa de sizígia;
Levantar perfis topográficos sobre a barreira adjacente em dois semestres ao longo de um ano;
Analisar e identificar as frações minerais maiores e bioclastos das amostras arenosas à lupa binocular;
Realizar ensaios de teor bruto de matéria orgânica (Grant-Gross) por ataque ao peróxido de hidrogênio em chapa aquecedora;
Realizar ensaios de elutriação e granulometria da fração arenosa por meio de torrente fraca e peneiramento do resíduo de fundo;
Realizar ensaios de granulometria da fração lamosa por meio de pipetagem;
Inferir padrões de transporte sedimentar derivados de variáveis estatísticas dos momentos de Pearson sobre a granulometria, e testar sua validade por teste de significância.
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4. GEOLOGIA REGIONAL
A região de planícies de maré do Rio Barra Nova e seu entorno abrange depósitos miocênicos da Formação Barreiras parcialmente recobertos ou ancorados por depósitos quaternários aluviais, lacustres, eólicos e praiais (LIMA et al., 2000).
A Formação Barreiras na Região Metropolitana de Fortaleza é formada por arenitos argilosos, de tons avermelhados, creme ou amarelados, com níveis conglomeráticos e concreções lateríticas (compostas de óxi-hidróxidos de ferro). Exibe matriz argilosa caulinítica, com cimento argiloso ou silicoso, desenvolvida em horizontes mosqueados. Seus depósitos são interpretados como oriundos de leques aluviais e sistemas fluviais, depositados por processos gravitacionais e de tração, condicionados a um regime de fluxo de alta energia em sistemas continentais (MORAIS, 1980).
Os depósitos aluviais e lacustres quaternários são compostos essencialmente por areias, cascalhos, siltes e argilas recentes, podendo associar-se à matéria orgânica (BRANDÃO, 1995). Os sedimentos praiais, por sua vez, correspondem às areias quartzosas recentes inconsolidadas ou consolidadas por cimento calcítico (beach rocks; neste caso, especialmente nas adjacências de drenagens costeiras) (LIMA et al., 2000), por vezes integrando barreiras e esporões costeiros.
Os depósitos eólicos quaternários incluem dunas fixas (paleodunas) e móveis (dunas recentes propriamente ditas). As paleodunas constituem-se predominantemente de areia de granulação fina a média, quartzosa ou quartzo-feldspática, de coloração amarelada, alaranjada ou acinzentada, com grãos variando de subesféricos a esféricos, bem selecionados, e geralmente ocorrem fixadas pela vegetação recente (sedimentos edafizados) (QUESADO, 2000). Segundo Souza (2000), as dunas recentes ou móveis são litologicamente constituídas por areias esbranquiçadas, bem selecionadas, de granulação fina a média, quartzosas, com grãos de quartzo foscos e arredondados e, eventualmente, exibindo uma maior compactação. Caracterizam-se pela ausência de vegetação ou pela presença de vegetação herbácea, a qual atenua os efeitos da dinâmica eólica, responsável pela migração das dunas.
Morfologicamente, a planície de marés do rio Barra Nova tem caráter estuarino, devido sua ampliação nas proximidades da linha de costa alongar-se perpendicularmente à mesma (REINSON, 1992). Em estuários, são comuns não apenas
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processos de transporte por correntes de maré como também fluxos oscilatórios (ondas), em corpos aquosos de significante pista de vento efetiva (fetch), e descargas fluviais em momentos de vazão anomalamente alta (nas cabeceiras) (BOYD; DALRYMPLE; ZAITLIN, 2006). Tratam-se, portanto, de sistemas de transição altamente dinâmicos.
5. MÉTODOS
5.1. Levantamento bibliográfico
O levantamento bibliográfico teve foco em dados climáticos, de vazão hídrica e de uso das águas do rio Barra Nova, e em estudos que abrangeram os mesmos aspectos de interesse. Secundariamente, compêndios acerca das análises laboratoriais empregadas também foram contemplados no levantamento bibliográfico.
5.2. Análise de imagens para sensoriamento remoto
Visando a análise da morfodinâmica do rio Barra Nova desenvolveu-se uma série temporal da morfologia da porção emersa e imersa de sua planície de marés, tendo como base a vetorização das imagens de satélite.
Inicialmente foram obtidas e analisadas imagens de satélite e fotografias aéreas, da região da desembocadura do Rio Barra Nova, para um intervalo de aproximadamente 15 anos. Os arquivos foram obtidos a partir do Google Earth e tendo suas feições interpretadas no programa ArcGis 10.1. Com isso objetivou-se avaliar as mudanças e medidas de largura na desembocadura e na barreira. As medidas de largura média foram obtidas na seção mais larga, na desembocadura, e por uma média de três transectos igualmente espaçados na extensão da barreira. Foi feita também uma análise das feições submersas da planície de maré a partir da observação das imagens raster.
Durante o processo de obtenção das imagens de satélite e fotografias aéreas foram requisitadas as aerofotografias de posse do Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará (IPECE) do conjunto Polo Ceará, Costa do Sol (1:20.000, fotoíndice 684-I), porém estas apresentavam resolução de pixels menor do que a desejada, inviabilizando a análise dos dados necessários para desenvolvimento do projeto.
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As atividades de campo foram feitas durante as sizígias de maré baixa (ou sua proximidade), com consulta prévia de tábuas de marés, em três etapas (Etapa I: 08/03/2016; Etapa II: 15/03/2018; Etapa III: 27/09/2018). Na Etapa I foi feita uma amostragem em rede de sedimentos da planície de marés do Rio Barra Nova. Foram coletadas certa de 300 g de amostras superficiais por ponto, em espaços mais ou menos regular, georreferenciado no instante de coleta por meio de um GPS. Posteriormente, as amostras foram divididas em alíquotas de acordo com a massa exigida para cada ensaio laboratorial.
Figura 3: Pontos de coleta das amostras na planície de marés do Rio Barra Nova com
caminhamento feito em uma ordem alfanumérica dos códigos de seus pontos durante a atividade de campo e perfis transversais e longitudinal feito durante nivelamento topográfico (Fonte: Autores).
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A figura 3 apresenta o caminhamento desenvolvido durante o processo de coleta de amostras na Etapa I. O caminhamento iniciou-se no ponto A1 seguindo para sudeste em direção a A7. Em seguida, de B6 para noroeste em direção a B1, de C1 para C5 e assim por diante. As amostras coletadas em cada ponto foram armazenadas em sacos plásticos e levadas para o Laboratório de Geotécnica (LAGETEC) da UFC.
Nas etapas seguintes, as morfologias da barreira que separa a planície de marés do mar aberto e sua variação entre os semestres foi analisada através do nivelamento geométrico com auxílio de um nível óptico, tripé e mira de alumínio com três visadas transversais e uma longitudinal para se obter as cotas de nível desde o espraiamento até a laguna e por toda sua extensão. Esse levantamento foi realizado em condições de tempo bom (fair weather) e após ressaca da maré, a fim de elaborar perfis topográficos comparativos dos dois períodos e caracterizar a topografia atual da barreira.
5.4. Estudo de grãos à lupa binocular
Para esse estudo foi usada uma alíquota bruta de aproximadamente 10 g da fração arenosa elutriada seca e não-peneirada de cada amostra. Bioclastos (fragmentos de conchas de moluscos e outros animais marinhos) e minerais associados foram identificados qualitativamente e semi-quantitativamente para comparação entre os diferentes locais de coleta. Fotomicrografias com escala foram tomadas e identificadas durante o estudo das amostras. O estudo de grãos à lupa binocular e a captura das imagens associadas foram realizados no Laboratório de Paleontologia da UFC (Coordenação: Prof. Márcio Mendes).
5.5. Atividade de laboratório: granulometria da fração arenosa
O resíduo restante da análise granulométrica da fração lamosa no fundo das provetas foi usado para análise granulométrica da fração arenosa. Antes, este resíduo foi elutriado em sistema de torrente aquosa em pia de laboratório, para eliminação de sais e de lama residual, e então secado em estufa (100ºC por 24 h).
De cada amostra seca, 60 a 80 g foram submetidos a peneiramento em intervalos de 1 Ф sobre agitador mecânico por 10 minutos. Outra parte da alíquota elutriada seca (20 a 40 g) foi destinada para estudo em lupa binocular (vide próximo tópico). As amostras retidas em cada intervalo de tamanho das peneiras foram pesadas
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em balança analítica de precisão (quatro casas decimais do grama), e separadas para arquivo. A granulometria da fração arenosa das amostras estudadas foi realizada no Laboratório de Geotécnica da UFC (Coordenação: Profa. Sônia M.S. Vasconcelos).
5.6. Atividade de laboratório: granulometria da fração lamosa
As amostras, em massas iniciais de cerca de 60 g (equivalente seco), foram submetidas à pipetagem em cinco intervalos de 1Ф entre silte grosso e argila. Optou-se pela não secagem prévia das amostras, cujo controle do peso inicial é feito indiretamente, pela secagem de uma alíquota separada (120 g, admitida uma umidade média de 50%) em estufa (60ºC por 24 h). Isso evita aglutinação de partículas argilosas coloidais da amostra a ser pipetada, que pode falsear o resultado da análise granulométrica (GIANNINI 1987, 1993). Depois de secas, as alíquotas separadas foram pesadas novamente para controle de umidade inicial das amostras a serem pipetadas.
As amostras pipetadas foram previamente dispersas em recipiente com misturador mecânico, e introduzidas logo após seu uso em provetas de 1 L com água destilada, acrescida de dispersante (pirofosfato de sódio tri-hidratado) para evitar floculação. A pipetagem se deu a intervalos de tempo pré-determinados, baseados na lei de Stokes para decantação de partículas. Massas pipetadas iguais de líquido + partículas foram depositadas em recipientes de massa conhecida que por sua vez foram postos a secar por mais 24 h a 60ºC em estufa. A pesagem final dos recipientes se deu após esta última etapa de secagem, com a qual se obteve a massa de cada fração granulométrica. A granulometria da fração lamosa foi realizada com apoio do Laboratório de Geologia Marinha (Coordenação: Prof. George Satânder S. Freire).
5.7. Cálculo de vetores de tendência de transporte sedimentar
A partir dos resultados de distribuição granulométrica de frequência em massa, foram obtidos, para cada amostra, parâmetros estatísticos (diâmetro médio, desvio-padrão, assimetria) calculados pela técnica analítica dos momentos de Pearson, através da planilha Momento 4.1 (PAULO C.F. GIANNINI; DANIEL R. DO NASCIMENTO JR., 2007). As variações destes parâmetros aceitas pelo teste estatístico de regressão, avaliadas em conjunto, são usadas na inferência do sentido geral de
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transporte sedimentar, pela regra de McLaren; Bowles (1985). Esta regra prevê dois padrões indicadores de sentido de transporte ao longo de um sistema sedimentar: i) “mais grosso / melhor selecionado / mais positivo”, ii) “mais fino / melhor selecionado / mais negativo”. Quando nenhum destes padrões é encontrado, não se pode afirmar com segurança que haja transporte sedimentar resultante efetivo. A regra indica ainda a seleção granulométrica como o único parâmetro que, sozinho, pode dar indício de rumo de transporte. Para amostras distribuídas em espaço bidimensional, como no presente estudo, um conceito de rede de vetores de transporte foi introduzido por Gao; Collins (1992) em complemento à regra de McLaren; Bowles (1985). No conceito, cada ponto amostrado é comparado individualmente a todos os seus vizinhos, dentro de uma distância escolhida pelo usuário (“distância característica”).
Baseado nos preceitos citados, o presente estudo calculou o rumo de transporte através do programa livre GSTAST (Grain Size Trend Analysis with
Significant Test), de Chang; Scrimshaw; Lester (2001). Este programa usa a regra geral
de McLaren; Bowles (1985) com a consideração adicional do conceito de rede de vetores de transporte introduzido por Gao; Collins (1992) e a vantagem de realizar teste de significância aos dados. Nele, o grupo de dados de parâmetros estatísticos (diâmetro médio, desvio-padrão, assimetria) de cada ponto ou estação amostrada é usado para definir vetores em relação a certo número de estações vizinhas (uma estação vizinha de cada vez), desde que aceitos pela regra de McLaren; Bowles (1985). O conceito de “estação vizinha” é subjetivo, e implica que o usuário deva escolher uma distância característica (DCR) que defina o alcance dessa vizinhança, e que possa ser aceita como
o raio de influência de fatores determinantes do rumo de transporte local. O rumo de cada vetor resultante depende das posições relativas entre estações vizinhas (fornecidas em UTM) que possuam padrão de variação aceito pela regra de McLaren; Bowles (1985). A cada vetor de transporte (L) aceito pela regra, que se projeta de determinada estação rumo estação vizinha, atribui-se um “comprimento” de valor um (1), adimensional. Para estações que possuem dois ou mais vetores, L será calculado como vetor resultante e, portanto, possuirá rumo e valor escalar (diferente de 1) determinado por soma vetorial (NASCIMENTO, 2006).
No passo seguinte do programa, trocam-se os valores originais dos parâmetros de granulometria de cada estação entre si (i.e. estação A fica com os dados da estação C, B com A, e assim por diante), de modo aleatório, num número de vezes em que isso é feito (iterações) a ser definido pelo usuário. Chang; Scrimshaw; Lester
25
(2001), ao testarem o efeito estatístico do número de iterações, concluíram que, para intervalos de confiança acima de 50%, o número de vetores residuais aceitos pelo teste permanece constante a partir de 100 iterações, número que é então por eles recomendado, ainda que o programa GSTAST permita até 10.000 iterações.
O mesmo procedimento usado para calcular vetores com os dados originais de cada estação é usado para estações com dados trocados, gerados pelas iterações. Em seguida, todos os vetores obtidos (inclusive aqueles calculados com parâmetros de granulometria nas estações originais) são agrupados (por estação) em distribuições de frequência. O passo seguinte, aplicado para toda a distribuição de frequência de vetores (cada estação), é calcular o valor crítico de vetor comprimento (LX) a um intervalo de
confiança unicaudal pelo teste t de Student, valor definido pelo usuário. Novamente, o valor a ser escolhido é subjetivo, mas Chang; Scrimshaw; Lester (2001) ressaltam que o intervalo de 95% é comumente usado em estudos de testes de significância (neste caso, LX será denominado L95). Este valor descreve, no caso, uma chance em vinte de ocorrer
um vetor artificial, “criado” pelo teste.
Por fim, para cada estação amostrada, o vetor comprimento L gerado dos dados originais é comparado com seu valor crítico (LX) correspondente, obtido da
distribuição de frequências dos comprimentos de vetores calculados usando todos os conjuntos de dados. Cada vetor L será aceito quando seu valor adimensional for maior que do seu vetor LX correspondente. Esse pressuposto parte do seguinte princípio: se os
vetores comprimento calculados do conjunto de dados originais são indiscutivelmente o rumo preferido de transporte sedimentar, então eles devem ser estatisticamente distintos dos outros vetores, obtidos das distribuições de frequência de vetores comprimento gerados a partir das iterações (CHANG; SCRIMSHAW; LESTER, 2001). Também o resultado de L será tanto mais consistente quanto maior for seu valor adimensional.
5.8. Atividade de laboratório: teor bruto de matéria orgânica
O teor bruto de matéria orgânica nos sedimentos foi calculado através de ataque por peróxido de hidrogênio (H2O2) 30 volumes a quente (60oC), em béquer
disposto sobre chapa aquecedora, segundo método descrito por Grant-Gross (1971). Neste ensaio, calcula-se o teor de matéria orgânica a partir da diferença entre as massas
26
inicial e final, obtida após o ataque por H2O2. A massa inicial adotada para a realização
deste ensaio foi de cerca de 10 g de amostra seca bruta.
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1. Dinâmica das feições da planície de marés e barreira via sensoriamento remoto
Alguns fatos nas feições emersas chamaram a atenção com respeito a mudanças na desembocadura de maré principal (inlet) e na barreira. Na desembocadura, houve pouca mudança em sua largura (poucos metros), grandes intervalos de fechamento (dois deles de mais de um ano), rápido deslocamento SE-NW (dezenas de metros por ano) e predomínio de orientação linear (meandramento registrado em apenas uma data). Quanto à barreira, houve muita variação na largura (da ordem de dezena de metros) e frequente formação de reentrâncias (embaiamentos) e fragmentação (ilhotas).
28
Figura 4: Sequência de imagens vetorizadas da porção emersa e imersa da planície de marés
do Rio Barra Nova. Fonte: Autores.
Na desembocadura, as características sugerem que seu deslocamento gradual (SE-NW) é controlado pela deriva litorânea geral característica da costa cearense (E-W), reorientada pela linha de costa local. Já seu deslocamento abrupto no
29
sentido oposto (NW-SE) poderia ser produto de rompimento por pressão fluvial interna no estuário (sem registro de fechamento prévio) ou sobrelavagem (washover) marinha (com indício de fechamento prévio). Essa combinação entre os dois tipos de deslocamento da desembocadura sugere que ciclos graduais de movimento para NW poderiam ser reiniciados a SE por eventos de rompimento abrupto da barreira à barlamar da corrente de deriva litorânea local.
Na barreira, o maior dinamismo, marcado por formação de ilhotas e embaiamentos especialmente em sua porção interna, seria controlado por frequentes mudanças em canais de maré secundários (tidal creeks) nas zonas intermarés e inframarés, especialmente porque as maiores irregularidades ocorrem em momentos de desembocadura aberta. Essa seria a mais clara relação entre as dinâmicas da barreira e da desembocadura, como sugerido também no gráfico 1, onde as variações nas larguras da barreira e da desembocadura ocorrem de modo quase especular. Em 15 anos, a largura média da barreira variou até 90 m (80-170 m) e, a da desembocadura, até 35 m (0-35 m).
Já as feições imersas destacam principalmente bancos arenosos, extensões submersas das ilhotas e canais submersos entre esses dois tipos de feições; secundariamente, as margens acompanham a morfologia superficial e o deslocamento da barreira, com algumas orientações lineares (principalmente nos intervalos entre 2012 a 2014). A exemplo das feições emersas, também se observa que as feições imersas centrais são mais frequentes e complexas quando a desembocadura está aberta, provavelmente favorecidas de uma maior dinâmica interna por efeito das marés.
A geometria triangular da maioria dos bancos arenosos, combinados ou não, imita a própria geometria do contorno da planície de marés e parece condicionar a manutenção de ao menos dois canais de marés submersos em cada momento em suas adjacências. Esse aspecto pode significar um estado de equilíbrio necessário à circulação interna das marés, com canais de fluxo preferencial para a enchente e/ou vazante.
30
Gráfico 1: Larguras da barreira e da desembocadura de maré do Rio Barra Nova nos últimos
15 anos. Zero na largura da desembocadura indica períodos de fechamento. Valores da largura da Barreira divididos por 10 para efeitos de comparação. Fonte: Autores.
6.2. Perfis topográficos da barreira
Dias antes do primeiro levantamento ocorreu uma forte ressaca do mar que quase abriu toda a barreira de modo que as ondas quebravam dentro da planície de marés, segundo relatos de moradores da região. A ressaca aconteceu devido a fortes chuvas no começo do ano e fez com que a barreira rompesse duas vezes. Consequentemente, havia muito cascalho espalhado incluindo pedaços de beach rocks e pouca prática de kitesurf (Figura 5 A, B e C). Na ocasião a barreira apresentou largura de aproximadamente 114 metros e elevação de mais de 6 metros em relação ao nível do mar. Possuía também a presença de protodunas de altura decimétrica e de até 3 metros de comprimento na região da berma (Figura 6A). Além disso, nos mesmos perfis se formou um lençol eólico plano seguido por um terraço baixo (retrobarreira) (Figura 5E). Ao final do transecto 3, em direção à planície de marés, a falésia adjacente ao transecto 1 já não é interceptada. 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 La rgu ra (m) Tempo
31
A
C D
E F
B
Figura 5: Fotos A e B foram tiradas durante o primeiro levantamento (Março de 2018) e a foto C no mês de
Março de 2016. A: Cascalhos abundantes na área devido a ressaca do mar; B: Canal aberto; C: Pedaço de Beach rocks na areia. Fotos D, E e F tiradas tirante o segundo levantamento (Setembro de 2018). D: Sacos de areia usados para contenção da barreira; E: Lençol Eólico e F: Cascalhos.
32
Já no segundo levantamento verificou-se ainda provável efeito erosivo da ressaca do mar, devido à presença de cascalho na superfície como um provável material residual (lag) acumulado (Figura 5F). Neste, nota-se um estreitamento da barreira para aproximadamente 90 metros de largura (Figura 6B), menor elevação (mais de 2 metros) e, consequentemente, menor volume de areia (Figura 7B). Para tanto, o volume de água na planície de marés deve ter aumentado também, com o canal de desembocadura fechado artificialmente quase que por completo, com cerca de 6 metros de largura, porém com fluxo bastante reduzido. A berma encontra-se mais bem definida no transecto 1 e também se observa uma distribuição mais concentrada de areia, em relação aos perfis do primeiro levantamento.
Nos perfis longitudinais se observa melhor a diminuição no volume de areia no segundo semestre, onde a barreira encontra-se em nível mais regular em toda sua extensão, com bermas menos definidas, até chegar à falésia. Na desembocadura não houve grande abertura devido a sacos de areias postos para conter o fluxo de saída da água (Figura 5D). Portando, apenas no primeiro semestre foi capaz de gerar uma margem erosiva, pois havia maior volume de água no canal.
33
Figura 6: Perfis topográficos das seções transversais da barreira da Planície de Maré no
primeiro semestre do ano em A e no segundo semestre em B. Fonte: Autores.
NE TRANSECTO 1 SW fa ce pr ai al
berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano
Atlântico
P.M. do Rio Barra Nova
TRANSECTO 2 fa ce pr ai al berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova protodunas len ço l eó li co TRANSECTO 3 fa ce pr ai al berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova protodunas len ço l eó li co cú sp id e canal de maré PERFIL LONGITUDINAL berma terraço de retrobarreira
Praia do Icaraí Praia da Tabuba
berma com protodunas desembocadura de maré barras em pontal mar g em er o si v a berma len ço l eó li co falé si a de D F I SE NW T RA N S E C T O 3 T RA N S E C T O 2 T RA N S E C T O 1 0 1 2 3 E le va çã o (m ) 0 1 2 3 E le va çã o (m ) 0 1 2 3 E le va çã o (m ) 0 2 E le va çã o (m ) 4 6 8 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x falésia falésia 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x PRIMEIRO SEMESTRE (15/03/2018) PERFIL LONGITUDINAL
Praia do Icaraí Praia da Tabuba
SE NW 0 2 E le va çã o (m ) 4 6 8 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x NE TRANSECTO 1 SW Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va çã o (m ) TRANSECTO 2 Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va çã o (m ) TRANSECTO 3 Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va çã o (m ) 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x T RA N S E C T O 3 T RA N S E C T O 2 T RA N S E C T O 1 SEGUNDO SEMESTRE (27/09/2018) fa ce pr ai al fa ce pr ai al fa ce pr ai al be rm a berma berma terraço baixo (retrobarreira) cú sp id e terraço baixo (retrobarreira) falésia protodunas + lençol eólico + cascalho berma margem lagunar protodunas + lençol eólico + cascalho
berma retrobarreira retrobarreira
terraço de retrobarreira can al fech ad o ( sa co s d e ar ei a) fa lé si a de D F I NE TRANSECTO 1 SW fa ce pr ai al
berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano
Atlântico
P.M. do Rio Barra Nova
TRANSECTO 2 fa ce pr ai al berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova protodunas len ço l eó li co TRANSECTO 3 fa ce pr ai al berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova protodunas len ço l eó li co cú sp id e canal de maré PERFIL LONGITUDINAL berma terraço de retrobarreira
Praia do Icaraí Praia da Tabuba
berma com protodunas desembocadura de maré barras em pontal mar g em er o si v a berma len ço l eó li co falé si a de D F I SE NW T RA N S E C T O 3 T RA N S E C T O 2 T RA N S E C T O 1 0 1 2 3 E le va çã o (m ) 0 1 2 3 E le va çã o (m ) 0 1 2 3 E le va çã o (m ) 0 2 E le va çã o (m ) 4 6 8 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x falésia falésia 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x PRIMEIRO SEMESTRE (15/03/2018) PERFIL LONGITUDINAL
Praia do Icaraí Praia da Tabuba
SE NW 0 2 E le va çã o (m ) 4 6 8 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x NE TRANSECTO 1 SW Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va çã o (m ) TRANSECTO 2 Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va çã o (m ) TRANSECTO 3 Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va çã o (m ) 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x T RA N S E C T O 3 T RA N S E C T O 2 T RA N S E C T O 1 SEGUNDO SEMESTRE (27/09/2018) fa ce pr ai al fa ce pr ai al fa ce pr ai al be rm a berma berma terraço baixo (retrobarreira) cú sp id e terraço baixo (retrobarreira) falésia protodunas + lençol eólico + cascalho berma margem lagunar protodunas + lençol eólico + cascalho
berma retrobarreira retrobarreira
terraço de retrobarreira can al fech ad o ( sa co s d e ar ei a) fa lé si a de D F I NE TRANSECTO 1 SW fa c e pr a ia l
berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano
Atlântico
P.M. do Rio Barra Nova
TRANSECTO 2 fa c e pr a ia l berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova protodunas len ço l e ó li c o TRANSECTO 3 fa c e pr a ia l berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova protodunas len ço l e ó li c o cú s p id e canal de maré PERFIL LONGITUDINAL berma terraço de retrobarreira
Praia do Icaraí Praia da Tabuba
berma com protodunas desembocadura de maré barras em pontal mar g em e ro s iv a berma len ço l e ó li c o fa lé s ia de D F I SE NW T RA N S E C T O 3 T RA N S E C T O 2 T RA N S E C T O 1 0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) 0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) 0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) 0 2 E le va ç ã o (m ) 4 6 8 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x falésia falésia 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x
PRIMEIRO SEMESTRE (15/03/2018)
PERFIL LONGITUDINALPraia do Icaraí Praia da Tabuba
SE NW 0 2 E le va ç ã o (m ) 4 6 8 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x NE TRANSECTO 1 SW Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) TRANSECTO 2 Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) TRANSECTO 3 Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x T RA N S E C T O 3 T RA N S E C T O 2 T RA N S E C T O 1
SEGUNDO SEMESTRE (27/09/2018)
fa c e pr a ia l fa c e pr a ia l fa c e pr a ia l be rm a berma berma terraço baixo (retrobarreira) cú s p id e terraço baixo (retrobarreira) falésia protodunas + lençol eólico + cascalho berma margem lagunar protodunas + lençol eólico + cascalhoberma retrobarreira retrobarreira
terraço de retrobarreira can al f ech ad o ( s a c o s d e a re ia ) fa lé s ia de D F I NE TRANSECTO 1 SW fa c e pr a ia l
berma terraço baixo
(retrobarreira) Oceano
Atlântico
P.M. do Rio Barra Nova
TRANSECTO 2 fa c e pr a ia l berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova protodunas len ço l e ó li c o TRANSECTO 3 fa c e pr a ia l berma terraço baixo (retrobarreira) Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova protodunas len ço l e ó li c o cú s p id e canal de maré PERFIL LONGITUDINAL berma terraço de retrobarreira
Praia do Icaraí Praia da Tabuba
berma com protodunas desembocadura de maré barras em pontal mar g em e ro si v a berma len ço l e ó li c o fa lé s ia de D F I SE NW T RA N S E C T O 3 T RA N S E C T O 2 T RA N S E C T O 1 0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) 0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) 0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) 0 2 E le va ç ã o (m ) 4 6 8 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x falésia falésia 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x
PRIMEIRO SEMESTRE (15/03/2018)
PERFIL LONGITUDINALPraia do Icaraí Praia da Tabuba
SE NW 0 2 E le va ç ã o (m ) 4 6 8 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x NE TRANSECTO 1 SW Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) TRANSECTO 2 Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) TRANSECTO 3 Oceano Atlântico P.M. do Rio Barra Nova
0 1 2 3 E le va ç ã o (m ) 0 20 40 60 m Exagero vertical: 10x T RA N S E C T O 3 T RA N S E C T O 2 T RA N S E C T O 1
SEGUNDO SEMESTRE (27/09/2018)
fa c e pr a ia l fa c e pr a ia l fa c e pr a ia l be rm a berma berma terraço baixo (retrobarreira) cú s p id e terraço baixo (retrobarreira) falésia protodunas + lençol eólico + cascalho berma margem lagunar protodunas + lençol eólico + cascalhoberma retrobarreira retrobarreira
terraço de retrobarreira can al fech ad o ( sa c o s d e a re ia ) fa lé s ia de D F I
A
B
34
Figura 7: Perfis topográficos das seções longitudinais da barreira da Planície de Maré no
primeiro semestre do ano em A e no segundo semestre em B. Fonte: Autores.
P ERF IL LO NG IT U D IN A L b er ma te rr aç o d e re tr ob ar re ir a P ra ia d o Ic ar aí P ra ia d a T abu ba b er ma c om p roto du na s d es emb o ca d ur a d e m ar é b ar ra s e m po nta l mar gem ero siva b er ma lenç ol e ólic o fal ésia de D FI SE NW TR ANS ECT O 3 TR ANS ECT O 2 TR ANS ECT O 1 0 2 Ele vação (m) 4 6 8 0 20 40 60 m E xa ger o v er ti ca l: 1 0x 0 2 Ele vação (m) 4 6 8 0 20 40 60 m E xa ger o v er ti ca l: 1 0x TR ANS ECT O 3 TR ANS ECT O 2 TR ANS ECT O 1 b er ma m ar ge m la gu na r p roto du na s + le nç o l e ó lic o + ca sc alho b er ma re tr ob ar re ir a re tr ob ar re ir a te rr aç o d e re tr ob ar re ir a can al f echado (sa co s de are ia) fal ésia de D FI A B
35
.
6.3. Componentes das areias e teor bruto de matéria orgânica
Os resultados da identificação e contagem à lupa mostraram que os componentes arenosos dos sedimentos da planície de marés são amplamente dominados por quartzo (quase 98%) e minerais opacos indistintos (quase 2%) (Gráfico 2). Desse modo, foi encontrada baixa concentração de bioclastos associados aos sedimentos (0,32%), constituídos por componentes carbonáticos como miliolídeos e ostracodes (80%), bioclastos indefinidos (fragmentos de conchas de moluscos: 6%), foraminíferos (9%) e algas (5%) (Gráfico 3). Em particular, o domínio por miliolídeos e ostracodes oceânicos nas areias, em teores semelhantes aos encontrados nas areias praiais de Fortaleza (FREITAS; FARIAS, 2015; SILVA; FREITAS, 2017), sugere domínio da contribuição marinha em relação à fluvial no interior da planície de marés do Rio Barra Nova.
Gráfico 2: Teores médios de componentes terrígenos (quartzo + minerais pesados opacos) e
36
Gráfico 3: Teores de bioclastos associados aos sedimentos da planície de marés. Fonte:
Autores.
Figura 8: Imagens tiradas através da lupa binocular das amostras de sedimentos A:
Fragmentos de conchas e mineral pesado; B: Opacos; C Globigerina; D Miliolídeos; E: Ostracode hialino e F: Ostracode. Fonte: Autores.
Por sua vez, o resultado para o teor bruto de matéria orgânica rendeu valores abaixo de 1% (0,012% em média) para os sedimentos da planície de marés do Rio Barra Nova. Isso é indício de que resíduos antrópicos orgânicos lançados nos últimos anos
80% 6% 9% 5% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
carbonáticos como miliolídeos e ostracodes bioclastos indefinidos foraminíferos algas
A B C D E F 2 mm 2 mm 2 mm 2 mm 2 mm 2 mm
37
somados a momentos (meses) de fechamento natural e/ou artificial da desembocadura não tem ainda contribuído para valores exacerbados, sugestivos de alguma eutrofização. Quanto à distribuição, como pode ser visto no mapa da figura 9, observou-se que a matéria orgânica particulada se concentra preferencialmente na metade norte-noroeste (0,017% em média, contra 0,07% na metade sul-sudoeste), o que sugere que, apesar de pouca, a matéria orgânica tem sido retida junto à barreira, provavelmente por ocasiões de isolamento da planície do mar aberto.
Figura 9: Mapa de interpolação dos valores de porcentagem (%) de matéria orgânica nos
sedimentos da planície de marés. Fonte: Autores.
6.4. Momentos de Pearson da granulometria
Nas amostras coletadas, os três primeiros momentos de Pearson (diâmetro médio, desvio-padrão, assimetria) apontaram que os sedimentos da planície de marés são, em geral, formados por areias finas (WENTWORTH, 1922), moderadamente bem selecionadas e de assimetria negativa a muito negativa (FOLK, 1968). Os resultados de distribuição em massa e parâmetros estatísticos, obtidos pela planilha Momento 4.0, encontram-se nos Anexos. Os intervalos de classe areia fina e média abrangem mais de 90% da constituição das areias, com respectivas médias percentuais de 42% e 52%. O resultado geral indica predomínio de transporte pelo Caso B de McLaren; Bowles (1985): sedimentos ativamente transportados, situação mais típica para sistemas
38
costeiros de mar aberto (PETTIJOHN, 1975). Esse resultado sugere que, apesar de abranger um sistema fluvial com alguma atividade por ocasião das chuvas, a planície de marés do Rio Barra Nova deve ter seu transporte médio mais influenciado pelo fluxo da maré enchente (vinda do mar).
Figura 10: Mapas de interpolação das estatísticas dos três primeiros momentos de Pearson
(diâmetro médio, desvio-padrão, assimetria) sobre a granulometria das amostras da planície de marés. Os valores se encontram na escala phi (Ф). Fonte: Autores.
O diâmetro médio demonstra a ordem de grandeza das classes de tamanho das partículas. Numa distribuição unimodal, este parâmetro representa a energia cinética média do agente e/ou processo deposicional, mas é também dependente do intervalo
A B
39
granulométrico inicialmente disponível para transporte e deposição. Os resultados demonstraram que este parâmetro apresentou baixo desvio padrão de seus dados (0,13), indo de aproximadamente 1,96 a 2,50 Ф. O fato denota certa homogeneidade das amostras entre si quanto ao diâmetro médio, com os maiores valores nas regiões norte-centro (figura 10C).
Com o desvio-padrão obtém-se a dispersão em torno da média granulométrica, em que quanto maior for seu valor, menor será o grau de seleção granulométrica dos sedimentos. Nas populações unimodais, relaciona-se diretamente a frequência e amplitude das variações de energia e aporte do agente e/ou processo deposicional, em torno das condições cinéticas médias. As amostras da planície de maré apresentaram grau de seleção moderado em sua totalidade, variando de 0,53 a 0,67 Φ. Este resultado provavelmente se influencia pelo aporte fluvial das areias pouco retrabalhadas.
Já a assimetria é um parâmetro que descreve se a curva de distribuição de frequências é ou não simétrica e, sendo assimétrica, para qual lado se prolonga sua cauda. Segundo Muehe (1996), em depósitos residuais bem como na zona de espraiamento, as frações mais finas dos sedimentos são removidas pelo refluxo das ondas, sendo por isso comum encontrar distribuições assimétricas negativas em areias de face praial. Para os sedimentos das amostras analisadas, as curvas de distribuição granulométrica apresentam assimetria muito negativa (pela classificação de FOLK, 1968), reforçando a ideia de fluxo mais importante vindo do sentido do mar (Figura 10A).
Quando comparados ao longo do sistema deposicional, os parâmetros da distribuição granulométrica indicam uma pobre correlação linear, pois apresentam altos índices para hipótese nula em teste t de Student, sendo do tipo inverso entre diâmetro médio e desvio padrão, e do tipo normal nos demais casos (Gráfico 4).
40
Gráfico 4: Correlação entre parâmetros dos três primeiros momentos de Pearson nas amostras
da planície de marés (valores na escala phi, Ф). Os símbolos n, r e α correspondem respectivamente a número de amostras, coeficiente de correlação linear e nível de significância (por teste de regressão unicaudal t de Student). Fonte: Autores.
6.5. Cálculo de vetores de transporte
De posse dos três primeiros momentos de Pearson da granulometria e da localização de cada amostra, aplicou-se a regra de transporte de McLaren; Bowles (1985) com teste de significância utilizando o programa livre Grain Size Trend Analysis
with Significant Test (GSTAST: CHANG; SCRIMSHAW; LESTER, 2001) para cálculo
de vetores de tendência de transporte dos sedimentos. Para o uso do GSTAST no presente estudo foi estabelecida uma distância característica de 181 m e teste de significância por 1000 iterações a intervalo de confiança de 95%.
Como resultado, o programa aceitou 15 vetores de transporte dominados pelo caso B de McLaren; Bowles (1985: mais fino, melhor selecionado, mais negativo),
41
com rumo médio voltado para SSW (218º AZ) e comprimento adimensional médio de 1,74, representados na Figura 11 por seu equivalente em uma escala decamétrica proporcional. Vale ressaltar que, independentemente do rumo médio, todos os vetores aceitos apontam para SSW. O resultado reforça a ideia de transporte predominantemente advindo das marés enchentes atravessando a barreira pela desembocadura, inclusive porque o comprimento dos vetores aceitos é maior nas proximidades da mesma.
Figura 11: Representação dos vetores de transporte obtidos para o interior da planície de
marés do Rio Barra Nova através do programa GSTAST.
7. CONCLUSÕES
Os resultados apresentados, em conjunto, denotam a intensa dinâmica do estuário do Rio Barra Nova em um período de apenas 15 anos. Nesta dinâmica, destacam-se ciclos alternados de fechamento e abertura da desembocadura e seus deslocamentos graduais e abruptos na direção SE-NW. Essa dinâmica seria controlada por deriva litorânea no lado oceânico. Também se destacam as mudanças intensas na
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largura e nas formas do lado interno da barreira, incluindo o recorte de embaiamentos e ilhotas. Ambas (desembocadura e barreira) se relacionariam por maior dinamismo associado aos momentos de maior comunicação entre mar aberto e estuário.
Há que se ressaltar a constatação de fechamento artificial da barreira por intervenções antrópicas realizadas pela comunidade local, visando o lazer e prática de esportes aquáticos. O último desses eventos foi mencionado como responsável pelo atraso no acesso aos pontos de coleta, que dependeram da maré baixa de sizígia quando da desembocadura aberta. Entrevistas com moradores/usuários locais apontaram que tais intervenções têm sido mais frequentes nos últimos anos, mas não se pode afirmar com segurança, até o momento, se há alguma relação com períodos mais duradouros de fechamento registrados desde 2013.
A granulometria ressalta que, no interior da planície de marés, prevalece o transporte via marés enchentes, como apontado pelo caso B de McLaren; Bowles (1985). Entre os parâmetros dos três primeiros momentos de Pearson não houve bom grau de correlação linear, provavelmente em função da ramificação dos canais de maré no interior do sistema. O mesmo resultado, integrado pelo programa GSTAST, aponta para vetores de transporte no mesmo sentido mar-terra.
Apesar dos fechamentos da desembocadura, naturais ou artificiais, não há indícios de eutrofização do sistema estuarino, dado por baixos teores de matéria orgânica. Apesar disso, há teor relativamente mais alto em seu lado norte-nordeste, talvez relacionado a um bloqueio na saída da barreira nos momentos de desembocadura fechada. Ainda internamente, a fração arenosa é largamente dominada por grãos de quartzo, e com teor baixíssimo em bioclastos. Entre estes últimos, o domínio de componentes como miliolídeos e ostracodes reforçam, mais uma vez, a importância da contribuição marinha, já que estes componentes têm sido encontrados com teores semelhantes em várias praias do município vizinho.
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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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