UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA ÁREA DE CONCENTRAÇÃO:
GEOLOGIA AMBIENTAL, HIDROGEOLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
HIDROLOGIA E ISÓTOPOS AMBIENTAIS
APLICADOS AO
ESTUDO DO PANTANAL DOS MARIMBUS, CHAPADA
DIAMANTINA, BRASIL
JOAQUIM RAMOS LESSA FILHO
SALVADOR 2017
HIDROLOGIA E ISÓTOPOS AMBIENTAIS
APLICADOS AO
ESTUDO DO PANTANAL DOS MARIMBUS, CHAPADA
DIAMANTINA, BRASIL
Joaquim Ramos Lessa Filho
Orientador: Prof. Dr. Luiz Rogério Bastos Leal Coorientador: Prof. Dr. Geraldo Marcelo Pereira Lima
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Geologia do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia como requisito parcial à obtenção do Título de Mestre em Geologia, Área de Concentração: Geologia Ambiental, Hidrogeologia e Recursos Hídricos.
SALVADOR 2017
JOAQUIM RAMOS LESSA FILHO
HIDROLOGIA E ISÓTOPOS AMBIENTAIS
APLICADOS AO
ESTUDO DO PANTANAL DOS MARIMBUS, CHAPADA
DIAMANTINA, BRASIL
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Geologia da Universidade Federal da Bahia, como requisito para a obtenção do Grau de Mestre em Geologia na área de concentração em Geologia Ambiental, Hidrogeologia e Recursos Hídricos em 14/09/2017.
DISSERTAÇÃO APROVADA PELA BANCA EXAMINADORA:
___________________________________________________
Dr. Luiz Rogério Bastos Leal
Orientador – PPGG/UFBA
Dr. Alexandre Barreto Costa
Examinador Externo – LFNA/UFBA
Dr. Sérgio Augusto de Morais Nascimento
Examinador Interno – PPPGG/UFBA
Salvador – BA
2017
Ninguém conhece uma área úmida tão exuberante e resiliente como o Marimbus e permanece o mesmo. Seja um observador de aves, seja um cientista, seja um pescador de piranhas, seja um amante da natureza humana, as mudanças são constantes. (O Autor).
.
Dedico este trabalho aos garimpeiros, desbravadores das serras.
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Universo pelo “Milagre da Vida”, pela sabedoria e pelas condições físicas, mentais e sociais que possibilitaram a conclusão desse trabalho. Gratidão!
Ao Curso de Pós-Graduação em Geologia Ambiental, Hidrogeologia e Recursos Hídricos e, seu corpo de docentes, em particular, a Coordenadora Simone Cruz. Ao professor Geraldo Marcelo Lima, pela amizade, orientação e logística para realização do trabalho. Ao professor Dr. Luiz Rogério pela orientação e ajuda no final do trabalho.
Aos secretários da pós-graduação, Nilton Silva e Diana pelo apoio nos procedimentos administrativos. Aos demais professores, pela participação direta ou indireta na minha formação acadêmica, tais como Alexandre Barreto Costa, Luís Rogério, José Maria Landim, Manoel Jerônimo Cruz, Débora Rios. Além dos professores Félix Farias (IGEO), Roberto e Tárcio (LFNA) pela contribuição nas análises dos dados isotópicos e granulométricos presentes nessa dissertação.
Ao CNPq pelo fomento ao projeto de dissertação, a CAPES, pela concessão da bolsa de pesquisa e aos órgãos governamentais como: CPRM, CBPM, ANA pela disponibilidade dos dados utilizados na dissertação e consulta bibliográfica.
Agradeço aos meus irmãos e irmãs de sangue, de espírito e de ideais. Ao meu bem!
Aos companheiros destes anos de trabalho e dedicação à pesquisa acadêmica. Aos grandes amigos que se perpetuaram desde a graduação, aos novos amigos da pós-graduação e aos amigos de longas datas, obrigado pela companhia nessa caminhada. Por fim, agradeço aos companheiros de trabalho da equipe de gestão de atendimento à emergência ambiental com hidrocarbonetos dos Centros de Defesa Ambiental da Bahia, Sergipe e Pernambuco pelo aprendizado.
RESUMO
O Pantanal dos Marimbus representa um sistema de áreas úmidas continentais que cumprem importantes funções ecossistêmicas. A compreensão das interações entre os elementos desses sistemas dependem diretamente dos fatores climáticos, hidrológicos, geomorfológicos e humanos que regem sua origem e evolução. A exploração de diamantes na Chapada Diamantina, a partir do século XVIII, tornou a carga de sedimentos bastante elevada nos rios da região, e a sua concentração em zonas aplainadas à jusante dos rios contribuiu diretamente para diversas modificações geomorfológicas e ampliou a área úmida. Assim, os métodos isotópicos foram utilizados no entendimento sobre a história de deposição dos sedimentos com os isótopos 13C e
15
N. Além da origem das águas superficiais através da hidrologia isotópica 18O/16O e 2H/1H. Os resultados desse trabalho se deram através de várias maneiras. As imagens do levantamento aerofotogramétrico, realizado em 1974, e as imagens de satélite atuais mostraram que os leques aluviais de grande magnitude foram depositados antes do período analisado. As descargas anuais de cota e a vazão da estação Fertém, no Rio Santo Antônio, apresentaram influência direta da precipitação, bem demarcado em período seco e úmido, típico de rios tropicais. A análise da série histórica de vazões mostrou maiores valores nas décadas de 50 a 80, com um declínio a partir do ano 2000. Em períodos de chuva, o Rio Paraguaçu, com maior declividade, enche mais rápido do que o Santo Antônio e desce com muita força, invadindo a porção sul dos Marimbus, e provocando um aumento significativo da cota. As águas superficiais que compõem o sistema de áreas úmidas apresentaram uma composição isotópica predominante de águas pluviais, principalmente nos pontos coletados no sul da área de estudo. As águas coletadas no setor norte e central apresentaram características de corpos d’agua que sofrem muita evaporação e não recebem contribuição de águas subterrânea. O garimpo mecanizado remobilizou os leitos dos Rios São José e Santo Antônio durante a década de 70 e favoreceu o aumento de matéria orgânica no sistema, em que seus picos ocorreram de forma semelhante ao aumento do teor de lama. A relação C/N do perfil de sedimento indicou que a matéria orgânica tem origem terrestre. Pesquisas adicionais são necessárias para determinar as características geomorfológicas correlacionadas com as ações antropogênica na região e o funcionamento das contribuições das águas fluviais e subterrâneas que abastecem os Marimbus.
ABSTRACT
Marimbus Pantanal represents a system of continental wetlands that fulfills important ecosystem functions. The understanding of the interactions between the elements of these systems depends directly on the climatic, hydrological, geomorphological and human factors that conduct its origin and evolution. Diamond mining in the Chapada Diamantina from the 18th century onwards made the sediment load quite high in the region's rivers, and its concentration in flattened areas downstream of the rivers contributed directly to various geomorphological changes and increased the wet area. Thus, the isotopic methods were used to understand the sediment deposition history with the 13C and 15N isotopes. In addition to the origin of surface water through isotope hydrology 18O / 16O and 2H / 1H. The results of this work have come about in several ways. Images from the aerial photogrammetric survey, carried out in 1974, and the current satellite images showed that alluvial fans of great magnitude were deposited before the analyzed period. Annual discharge of quotas and discharge of the Fertém Station, in the Santo Antônio River, showed a direct influence of precipitation, well demarcated in a dry and humid period, typical of tropical rivers. The analysis of the historical series of water flows showed higher rates in the decades of 50 to 80, with a decline from the year 2000. In periods of rain, the Paraguaçu River, with greater declivity, fills faster than the Santo Antônio and descends with great force, invading the southern portion of the Marimbus, and causing a significant increase in the quota. The surface waters that compose the wetlands system presented a predominant isotopic composition of rainwater, mainly at the points collected in the southern part of the study area. The collected waters in the north and central sectors presented characteristics of bodies of water that suffer much evaporation and do not receive contribution of groundwater. The mechanized “garimpo”, diamond digging, remobilized the beds of the São José and Santo Antônio Rivers during the 1970s and favored the increase of organic matter in the system, in which its peaks occurred similarly to the increase of the mud content. The C / N ratio of the sediment profile indicated that the organic matter has terrestrial origin. Isotopic disturbances occurred only in the superficial layers of the testimony due to recent impacts. Further research is needed to determine the geomorphological characteristics correlated with the anthropogenic actions in the region and the functioning of the river and groundwater contributions that supply the Marimbus.
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – Área de drenagem da Bacia do Paraguaçu com destaque para os sistemas de
represamento de água no alto curso do rio, a barragem do apertado, represa as águas provenientes das nascentes do Paraguaçu, e o Pantanal dos Marimbus que represa as águas da porção norte do alto curso. FONTE: O autor (2015)...14
Figura 2.2 - Localização da área de estudo, indicando os principais rios do sistema, incluindo os
rios que descem da Serra do Sincorá, os limites municipais, as cotas altimétricas e a área dos
Marimbus. FONTE: O autor (2015)...16
Figura 2.3 - Localização e área de drenagem do Rio Paraguaçu, com destaque para o alto curso
em roxo. O ponto do exutório (Fotografia 2.1) recebe as águas das nascentes do Paraguaçu e as águas represadas no Pantanal dos Marimbus. FONTE: O autor (2015)......17 Figura 2.4 - Mapa da região oriental do Brasil mostrando a área de afloramento do Supergrupo
Espinhaço e a sua divisão em domínios (Pedreira et al.,1989). Modificado de Pedreira, 1994. Em vermelho, a área de estudo está localizada entre as rochas do Grupo Chapada Diamantina e do Grupo Una...18
Figura 2.5 - Cronoestratigrafia dos Supergrupos Espinhaço e São Francisco, com destaque para
as formações aflorantes na área de estudo. Adaptada de Guimarães et al. (2008)...20
Figura 2.6 - Mapa Geológico da área de estudo, mostrando as principais feições aflorantes no
seu entorno. As linhas em azul indicam os sistemas de drenagem que abastecem o Pantanal dos
Marimbus. FONTE: O autor (2015)...22
Figura 2.7 – Croqui esquemático ilustrando o contexto geológico e geomorfológico do Pantanal
dos Marimbus. (modificado de Pereira, 2010)...24
Figura 2.8 – Perfil genérico de elevação Serra do Sincorá – Pantanal dos Marimbus. O nível de
base dos Marimbus é 320 m em relação ao nível do mar, referente a estação fluviométrica instalada no Pantanal. Em destaque, a) Vista da serra do Sincorá para o Marimbus, b) Vista da área úmida para a Serra do Sincorá em período chuvoso e c) Foto aérea da porção sul do
Marimbus, em período de estiagem. FONTE: O autor (2015)...25
Figura 2.9 - Modelo Digital do Terreno indicando os pontos de coleta nas áreas mais rebaixadas
correspondente a área do Marimbus, em amarelo, e as principais drenagens que descem da Serra do Sincorá, em azul. FONTE: O autor (2015)...26
Figura 2.10 – Localização da área úmida no estado da Bahia, a área de drenagem da Bacia do
Paraguaçu e da microbacia correspondente ao Pantanal dos Marimbus (Rio Santo Antônio). FONTE: O autor (2015)...28 .
Figura 3.1 - Mapa de Amostragem de água superficial e o testemunho de sedimento; a) Norte, b)
Central e c) Sul. Em azul os rios que compõem o sistema de áreas úmidas. O ponto em vermelho indica o local de coleta do testemunho.FONTE: O autor (2015)...37
Figura 4.1 – Mosaico de imagens do levantamento aerofotogramétrico da área de estudo em
1974. Inventário dos recobrimentos aerofotogrametricos; Coordenação de produção mineral (BAHIA, 1985). Em destaque os pontos de deposição excessiva de sedimento, indicando que a formação dos leques aluviais no trecho sul e central do Pantanal ocorreu bem antes do levantamento aerofotogrametrico. FONTE: Duarte (1985)...42
Figura 4.2 Imagem de Satélite Landsat 7com bandamendo RGB 342 no período chuvoso (12/12/
2000). FONTE: O autor (2015), extraído de United States Geological Survey (USGS)...43
Figura 4.3 Imagem de Satélite Landsat 7 com bandamento RGB 321, no período seco
(28/08/2008). FONTE: O autor (2015), extraído de United States Geological Survey (USGS)....44
Figura 4.4. Mapa da Bacia do Paraguaçu e área de drenagem do Pantanal dos Marimbus.
FONTE: O autor (2015)...48 .
Figura 4.5. Hidrograma das vazões médias mensais da Estação do Fertém e as médias de chuva
mensal da estação pluviométrica a montante dos Marimbus...49
Figura 4.6 – Vazão Máxima Mensal e Vazão Média Mensal da estação fluviometrica do Rio
Santo Antônio entre os anos de 1950 e 2016...50
Figura 4.7 – Dados de Chuva Média Mensal da estação pluviométrica à montante da estação
fluviometrica do Rio Santo Antônio entre os anos de 1950 e 1985. Esse período é carcaterizado pelo aumento das chuvas médias mensais e semelhantes aos picos de vazão apresentados na
Figura 4.6...50
Figura 4.8 – Descarga Média Anual da estação fluviométrica do Rio Santo Antônio entre os anos
de 1950 e 2016. ...51
Figura 4.9 – Hidrograma das cotas médias mensais da Estação do Fertém e as médias de chuva
mensal da estação pluviométrica a montante dos Marimbus...52
Figura 4.10 – Descarga Máxima Mensal e Descarga Média Mensal da estação fluviométrica do
Rio Santo Antônio entre os anos de 1950 e 2016. ...53
Figura 4.11 - Descarga Média Anual da estação fluviométrica do Rio Santo Antônio entre os
anos de 1950 e 2016...53
Figura 4.12 – Cota média mensal para o ano de 2012 em comparação á mpedia global do periodo
analisado...54
Figura 4.13 - Correlação entre as cotas e as vazões obtidas através da estação fluviométrica
Fertém – 51190000... 54
Figura 4.14 - Correlação entre as cotas e as vazões obtidas através estação fluviométrica Fertém,
Figura 4.15 – Relação dos sedimentos em suspensão e a Vazão líquida na entrada do Pantanal -
Estação Fertén (1991-2016). ...55
Figura 4.16 – Relação os sedimentos em suspensão e o Nível da Cota na entrada do Pantanal -
Estação Fertén (1991-2016)...56
Figura 4.17 Intervalo de vazões diárias com influência nas concentrações de sedimento em
suspensão, em que não foram verificadas grandes vazões para justificar o pico de material em suspensão...57
Figura 4.18 – Descarga Máxima Mensal e Descarga Média Mensal da estação fluviométrica do
Rio Paraguaçu entre os anos de 1950 e 2016. ...58
Figura 4.19 – Dados de Chuva Média Mensal da estação pluviométrica à montante da estação
fluviometrica do Rio Paraguaçu entre os anos de 1950 e 2016. ...58
Figura 4.20 – Cota Máxima Mensal e Cota Média Mensal da estação fluviométrica do Rio
Paraguaçu, entre os anos de 1950 e 2016. ...59
Figura 4.21 - Cotas diárias dos Marimbus (51190000) entre os anos de 1950 e 2016, com
destaque em vermelho para os picos de cota observados. ...60
Figura 4.22 - Cotas diárias entre os Rios Santo Antônio e Paraguaçu entre os dias 07/03/57 até
21/03/57, com destaque em vermelho para a influencia do Paraguaçu na cota máxima do
Marimbus. ...61
Figura 4.23 - Cotas diárias entre os Rios Santo Antônio e Paraguaçu entre os dias 22/01/64 até
04/02/64, com destaque em vermelho para a influencia do Paraguaçu na cota máxima do
Marimbus. ...61
Figura 4.24 - Cotas diárias entre os Rios Santo Antônio e Paraguaçu entre os dias 30/03/78 até
12/04/78, com destaque em vermelho para a influência do Paraguaçu na cota máxima do
Marimbus. ...62
Figura 4.25 - Cotas diárias entre os Rios Santo Antônio e Paraguaçu entre os dias 01/02/92 até
15/02/92, com destaque em vermelho para a influência do Paraguaçu na cota máxima do
Marimbus. ...62
Figura 4.26 - Cotas diárias entre os Rios Santo Antônio e Paraguaçu entre os dias 17/12/13 até
31/12/13, com destaque em vermelho para a influência do Paraguaçu na cota máxima do
Marimbus...63
Figura 4.27 – Pontos de amostragem de água superficial nos diferentes setores dos Marimbus.
FONTE: O autor (2015)...65
Figura 4.28 – Relação das medidas isotópicas de δD x δO18 das águas analisadas em comparação com reta meteorica global (GMWL - Rozanski et al., 1993). ...66
Figura 4.29- Diagrama esquemático dos processos climáticos que afetam a composição isotópica
do oxigênio e hidrogênio na água em comparação com a Linha Meteórica Global. (Fonte: http://www.sahra.arizona.edu, adaptado por Silva (2007)). ...67
Figura 4.30 – Representação dos dados isotópicos das amostras MB1 a MB6 (LEL) em
comparação a LMG...68
Figura 4.31 – Representação dos dados isotópicos das amostras MB7 a MB20 em comparação
com a LGM...69
Figura 4.32 - Representação dos dados isotópicos das amostras MB7 a MB20 em comparação
com a LMG, com destaque para LML referente aos pontos MB9, MB19 e MB20...69
Figura 4.33 – Excesso de deutério nas águas superficiais do Pantanal dos Marimbus, com
composição distintas...71
Figura 4.34 - Gráfico comparando os dados isotópicos das águas subterrâneas em Iraquara
(Salles, 2017 – em azul) com as amostras superficiais analisadas no Pantanal dos Marimbus – em verde. A linha vermelha represa a reta meteórica global LMG. ...72
Figura 4.35 – Região sul do Marimbus e início do médio Paraguaçu que estão sob influência do
aquífero que regula os fluxos no sistema. A seta branca indica o fluxo normal do sistema. A seta pontilhada indica fluxos periódicos do Rio Paraguaçu invertendo o fluxo. Seguindo o médio curso do rio encontra-se o poço azul e o poço encantado no mesmo sistema...74
Figura 4.36 – Interação de fluxo entre as águas do sul do Marimbus, sob influencia da rede de
drenagem do Rio Santo Antônio, contribuições subterrâneas (olhos d’agua) e do Rio Paraguaçu nos períodos de cheia. ...74
Figura 4.37 – Granulometria do testemunho de sedimento com os respectivos anos de deposição
de acordo com as taxas médias de sedimentação em áreas úmidas continentais. A linha vermelha indica o ano de criação do Parque Nacional da Chapada Diamantina e a proibição do garimpo. ...76
Figura 4.38 – Comparação entre a granulometria do testemunho de sedimento com os dados de
vazão máxima mensal e média anual entre os anos de 1950 a 2016, correspondente ao perfil de sedimento. ...78
Figura 4.39 – Perfil de Carbono Orgânico Total (COT) e perfil de %N...79
Figura 4.40 – Correlação linear entre os dados COT (%) e N (%) do testemunho coletado e a
relação C/N com a profundidade, a linha pontilhada indica a divisão entre as fontes de matéria orgânica depositadas em ambientes lacustres...79
Figura 4.41 – Composição isotópica C e N do testemunho de sedimento, mostrando dois perfis
LISTA DE FOTOGRAFIAS
Fotografia 2.1 - Exutório correspondente à área de captação do alto curso do Rio Paraguaçu. Nesse ponto ocorre o encontro das águas provenientes das nascentes do rio (seta azul) com as águas represadas no Marimbus (seta branca). FONTE: Geraldo Marcelo Lima (2014)...17
Fotografia 2.2 - Garimpo manual no Rio Preto, Mucugê – Ba. a) Desvio do curso do rio para
desmanche dos cascalhos. b) Diamantes e carbonado extraídos. Fonte: O autor (2015)...32
Fotografia 4.1 - Sedimentos de variados tamanhos depositados na calha de um dos rios que
deságua no Pantanal. FONTE: Geraldo Marcelo Lima (2014)...40
Fotografia 4.2 - Área do encontro do Pantanal dos Marimbus, área úmida meandrante, com o
Rio Paraguaçu, na parte superior da foto. O Pantanal é topograficamente mais rebaixado do que o Paraguaçu. FONTE: Geraldo Marcelo Lima (2014)...45
Fotografia 4.3 - Dezenas de árvores mortas devido ao aumento da área de inundação no trecho
Sul dos Marimbus, ocasionado pelo aumento da sedimentação nesse trecho. FONTE: Geraldo Marcelo Lima (2014)...45
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Características litológicas e interpretação sedimentológica das formações
componentes do Grupo Chapada Diamantina (Guimarães & Pedreira, 1990; Bomfm & Pedreira,
1990; Pedreira & Margalho, 1990)...21
Tabela 2.2 - Características litológicas e interpretação sedimentológica das formações componentes do Grupo Una, de acordo com Bomfm & Pedreira, 1990; Pedreira & Margalho, 1990...23
Tabela 3.1 - Distribuição dos pontos de amostragem em água superficial...35
Tabela 4.1 - Informações das estações fluviométrica realizada nas análises...48
Tabela 4.2 - Abundância (%), razão isotópica e padrão utilizado em estudos ambientais...64
Tabela 4.3 - Taxas de sedimentação em áreas úmidas continentais de grande relevância ambiental, utilizando-se radionuclídeos de 210Pb e 137Cs...77
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1 – CONSIDERAÇÕES GERAIS
1.1 INTRODUÇÃO...11
1.2 JUSTIFICATIVA...12
1.3 CONTEXTUALIZAÇÃO DO PROBLEMA...12
1.4 OBJETIVOS...13
CAPÍTULO 2 – DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO...14
2.1 INTRODUÇÃO...14
2.2 GEOLOGIA...18
2.4.1 Supergrupo Espinhaço...19
2.4.1.1 Domínio Oriental do Grupo Chapada Diamantina... 19
2.4.2 Supergrupo São Francisco... 21
2.3 GEOMORFOLOGIA... 24
2.4 HIDROLOGIA... 27
2.5 GARIMPO DE DIAMANTES NA BAHIA – OCUPAÇÃO DO HOMEM NA CHAPADA DIAMANTINA...29
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS...32
3.1 SENSORIAMENTO REMOTO...33
3.2 HIDROLOGIA...33
3.3 CARACTERIZAÇÃO DOS COMPARTIMENTOS AMBIENTAIS...34
3.3.1 Amostragem de água superficial e testemunho...34
3.3.2 Determinação de isótopos 2H/18O em águas superficiais...38
3.3.3 Determinação de isótopos 13C/15N dos sedimentos do testemunho...38
3.3.4 Granulometria do testemunho...39
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES...40
4.1 INTERFERÊNCIAS ANTROPOGÊNICAS NO PANTANAL DOS MARIMBUS...40
4.2 HIDROLOGIA...46
4.3 COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS...63
4 4 MODELO TEÓRICO DA DINÂMICA DE FLUXO...72
4.5 GRANULOMETRIA E TAXA DE SEDIMENTAÇÃO...75
4.6 COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DA CARGA SEDIMENTAR DEPOSITADA...78
5.1 INDICAÇÃO DE TRABALHOS FUTUROS...84 REFERÊNCIAS...85 APÊNDICE A - Tabela com dados isotópicos das águas superficiais...91 APÊNDICE B - Tabela com dados isotópicos das do testemunho de sedimento e origem da
matéria orgânica...92
APÊNDICE C - Relação entre carga de material em suspensão, cota e vazão líquida para cada
dia medido – Estação Fertém...93
APÊNDICE D - Tabela com dados granulométricos (%) acumulado...95 APÊNDICE E - Vazões médias no Rio Santo Antônio...96 APÊNDICE F - Gráficos de cotas (cm) médias mensais entre os anos de 1948-2015, comparada
com a média histórica da série...98
CAPÍTULO 1
CONSIDERAÇÕES GERAIS
1.1 INTRODUÇÃO
O Rio Paraguaçu drena uma área de aproximadamente 54.727 km² na região centro-leste da Bahia. Constitui a terceira maior bacia hidrográfica do estado, sendo responsável pelo abastecimento de 60% da população residente em Salvador e região metropolitana (INEMA, 2015). O rio nasce na Serra do Sincorá, mais precisamente em Barra da Estiva na Chapada Diamantina, e segue no sentido sul-norte passando pelos municípios de Ibicoara e Mucugê, até encontrar o Pantanal dos Marimbus nas proximidades da cidade de Andaraí, quando muda o sentido para leste, até a sua foz.
O Pantanal dos Marimbus é uma grande planície de inundação tropical com uma rede de lagoas conectadas devido à influência das águas superficiais e subterrâneas. Esse ambiente de águas tranquilas, topograficamente mais rebaixado, é alimentado pelos Rios Santo Antônio, Utinga e São José, bem como recebe o aporte de águas superficiais que descem da borda oriental da Serra do Sincorá (LIMA e NOLASCO, 1997; FUNCH, 2002). Essa confluência entre águas superficiais e subterrâneas, sazonalmente inundadas por águas pluviais, se enquadra como um sistema de áreas úmidas (wetland) (RAMSAR, 1971).
Wetlands podem receber quase todo o seu abastecimento de água através da
precipitação atmosférica, sendo mais vulneráveis às mudanças climáticas, ou a partir de aquíferos, mais estáveis devido ao sistema de fluxo de águas subterrâneas (WINTER, 2000). Nesse sentido, a variação dos isótopos de hidrogênio e oxigênio na água vem sendo amplamente utilizados em áreas úmidas naturais como traçadores dos processos hidrológicos, a fim de ajudar a compreender as fontes de água, as perdas por evaporação, as zonas de mistura com bacias hidrográficas e os outros corpos hídricos (LADOUCHE e WENG, 2005; JIN et al, 2012; TIMSIC e PATTERSON, 2014).
Áreas úmidas continentais são ambientes de extrema importância, uma vez que fornecem serviços ecológicos fundamentais para a existência da vida e funcionam como receptores de água e resíduos a jusante dos corpos hídricos, o que permite estabilizar o abastecimento de água e controlar inundações durante grandes vazões (MITSCH, 2007). No Pantanal dos Marimbus, poucas pesquisas têm sido realizadas para avaliar a sua evolução natural
12 e as interferências humanas na sua área de influência. Existe uma deficiência de informações sobre o comportamento hidrológico, modelagem hidrogeológica e a evolução geomorfológica dos
Marimbus. Os trabalhos de relevância sobre o Pantanal estão relacionados com a biologia,
geoconservação e etnoecologia (RAMOS et al, 2015; PEREIRA, 2010; MOURA, 2007).
A própria existência de uma área úmida localizada no semiárido brasileiro representa um aparente paradoxo. Nesse sentido, essa dissertação visa caracterizar a contribuição hidrológica das fontes que compõem o sistema, descrever a evolução do ambiente, bem como avaliar as interferências antropogênicas nos processos naturais de sedimentação. O entendimento de como o sistema de áreas úmidas dos Marimbus se comporta é base para a preservação e o manejo sustentável da região.
1.2 JUSTIFICATIVA
A formação de áreas úmidas está associada ao balanço hídrico a partir de diferentes compartimentos ambientais e as variações no suprimento de sedimentos e matéria orgânica. Para o Pantanal dos Marimbus, sistema úmido natural de alta relevância ambiental e cênica, há pouca compreensão dos processos hidrológicos, hidrogeológicos e geomorfológico em relação à origem e evolução da área. A composição isotópica dos sedimentos e das águas superficiais associados à análise das variações de cota e vazão da bacia hidrográfica representa um desenvolvimento em direção à compreensão da sua evolução e funcionamento. Essas informações ajudarão na gestão da unidade de conservação presente na área e servirão para fortalecer o turismo sustentável. 1.3 CONTEXTUALIZAÇÃO DO PROBLEMA
A identificação correta dos fatores que contribuíram para a formação da área de estudo e a caracterização dos processos hidrológicos e sedimentológicos que regem seu desenvolvimento são fundamentais para a elaboração de diretrizes de manejo sustentável para manter a sua integridade sistêmica. A compreensão da interação entre os elementos que compõe o Pantanal depende diretamente de fatores naturais e antropogênicos inerentes à região. As perguntas que permeiam esse trabalho consistem em determinar se a atividade garimpeira provocou mudanças na sedimentação e geomorfologia do Pantanal dos Marimbus, e se essas modificações estão relacionadas com os aspectos hidrológicos dos últimos 60 anos? Qual a origem das águas superficiais que compõem o sistema? Qual a origem da carga sedimentar e a sua relação com a granulometria?
1.4 OBJETIVOS
O objetivo geral desse trabalho consiste em compreender o comportamento hidrológico e evolução do Pantanal dos Marimbus (Chapada Diamantina, Brasil).
Os objetivos específicos consistem em:
i) investigar as interferências antrópicas na evolução do Pantanal dos Marimbus através das mudanças geomorfológicas nos padrões de drenagem registrados em imagens de satélite, levantamento aerofotogramétrico e séries históricas de vazão.
ii) avaliar as variações hidrológicas da bacia hidrográfica do Rio Santo Antônio (1950-2016) que compõe os dados de cota e vazão do sistema, cota mínima de 320 m.
iii) determinar a composição isotópica (2H, 18O) das águas superficiais para compreender sua origem e comportamento no Pantanal dos Marimbus;
iv) determinar a origem e composição da carga sedimentar depositada na área úmida através da relação C/N, dados isotópicos de 13C e 15N e granulometria.
14
CAPÍTULO 2
DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
2.1 INTRODUÇÃO
O alto curso do Paraguaçu tem uma área de aproximadamente 12.829 km², compreende a região de nascentes de domínio climático úmido e semiúmido, que favorece a manutenção das vazões na calha do rio. Esse trecho é o menos populoso e urbanizado do estado. Em Mucugê, a densidade demográfica é de 4,3 hab/km² (IBGE, 2010). Esse vazio populacional proporcionou a construção da barragem do Apertado (1998) com o objetivo de disponibilizar água durante todo o ano para a agricultura irrigada, e secundariamente, para o consumo humano (BRASIL, 2004). Em direção à foz, ocorre o primeiro barramento antrópico de grande magnitude que favoreceu o crescimento do polo agrícola Mucugê/Ibicoara e comprometeu a regularidade natural das vazões, interferindo diretamente na bacia hidrográfica mais importante do Parque Nacional da Chapada Diamantina (PNCD) (Figura 2.1).
Figura 2.1 – Área de drenagem da Bacia do Paraguaçu com destaque para os sistemas de represamento de água no alto curso do rio, a barragem do apertado, represa as águas provenientes das nascentes do Paraguaçu, e o Pantanal dos Marimbus que represa as águas da porção norte do alto curso. FONTE: O autor (2015).
Após a barragem, o rio atravessa a Serra do Sincorá desde a localidade de Comércio de Fora, a oeste de Mucugê até a Cachoeira da Donana, em Andaraí (PEDREIRA, 2002). Ao deixar a serra, o Rio Paraguaçu segue para nordeste até encontrar um dos seus principais afluentes, o Rio Santo Antônio, que compõe um complexo sistema de área úmida tropical que sofreu influência direta da ocupação humana.
O Pantanal dos Marimbus é uma grande planície de inundação tropicalsazonalmente inundada por chuvas e, possivelmente sustentada por águas subterrâneas. Essa área alagada está localizada na região central da Bahia, semiárido brasileiro, entre coordenadas UTM X=240000, 260000, e Y = 8615000, 8585000 (Figura 2.2). Ele possui, aproximadamente, uma extensão de 32 km, localizado entre os municípios de Lençóis e Andaraí, limitado pelo Rio Paraguaçu ao sul e pela BR-242 ao norte. O clima regional oscila de subúmido a seco, com uma temperatura média anual de 22,4 ºC e uma precipitação média anual de 1049 mm (BAHIA, 2016). Os fluxos máximos de água estão associados aos períodos chuvosos, de novembro a março, e as menores taxas de fluxo ocorrem de maio a setembro, período seco (ANA, 2016).
O Pantanal é caracterizado por trechos de pedimentos localizados na borda leste da Chapada Diamantina, abriga vales de rios com baixos gradientes que dificulta a drenagem livre das águas superficiais. A Serra do Sincorá, a oeste dos Marimbus, com desnível de mais de 1000 m de altitude, favorece o carreamento e deposição de sedimentos devido à acentuada inclinação em direção às zonas mais baixas, e modifica as configurações hidrogeomorfológicas locais de forma natural. Assim, essa área úmida continental funciona como uma barreira que aprisiona a drenagem de uma área com mais de 10000 km², pertencente à bacia hidrográfica do Rio Paraguaçu que representa 1,8% da área territorial do Estado da Bahia (Figura 2.3).
Segundo Funch (2002), o assoreamento ocorreu em alguns trechos do Pantanal devido ao aporte de sedimentos oriundos da Serra do Sincorá na época do garimpo, que ampliou a área alagada e abriga serviços ecossistêmicos de grande relevância. O Pantanal dos Marimbus atua como uma grande represa natural das águas da Chapada Diamantina que abriga processos ecológicos específicos e funciona como sumidouro para os sedimentos e possíveis elementos químicos produzidos naturalmente no ambiente ou por atividade antrópica (HARTER e MITSH, 2003).
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Figura 2.2 - Localização da área de estudo, indicando os principais rios do sistema, incluindo os rios que descem da Serra do Sincorá, os limites municipais, as cotas altimétricas e a área dos Marimbus, que representa a foz do Rio Santo Antônio. FONTE: O autor (2015).
Figura 2.3 - Localização e área de drenagem do Rio Paraguaçu, com destaque para o alto curso em roxo. O ponto do exutório (Fotografia 2.1) recebe as águas das nascentes do Paraguaçu e as águas represadas no Pantanal dos Marimbus. FONTE: O autor (2015).
Fotografia 2.1 – O exutório correspondente à área de captação do alto curso do Rio Paraguaçu. Nesse ponto ocorre o encontro das águas provenientes das nascentes do rio Paraguaçu (seta azul) com as águas represadas no Marimbus (seta branca), foz do rio Santo Antônio. FONTE: Geraldo Marcelo Lima (2014).
18 2.2 GEOLOGIA
No contexto regional, a área de estudo está inserida no setor oriental da Chapada Diamantina entre as rochas do Grupo Una e do Grupo Chapada Diamantina, pertencentes aos Supergrupos São Francisco e Espinhaço, respectivamente. O Cráton do São Francisco, como definido por Almeida (1977), consiste na unidade tectônica mais exposta da Plataforma Sul Americana, localizado entre os Estados da Bahia e Minas Gerais. As unidades estruturais do Cráton do São Francisco na Bahia estão associadas ao Embasamento Arqueano a Paleoproterozóico – no final do Paleoproterozóico, colisões de segmentos crustais promoveram mecanismos tectônicos que colocaram, lado a lado, rochas arqueanas com rochas formadas no início do Paleoproterozóico. No Mesoproterozóico, o cráton foi truncado por um rift abortado, orientado N-S, onde as rochas do Supergrupo Espinhaço foram depositadas. Sobre estas rochas e as do embasamento Arqueano-Paleoproterozoico acumularam-se sedimentos glaciais e pelítico-carbonáticos, compondo as coberturas Neoproterozóicas do Supergrupo São Francisco (BARBOSA et al, 2003) (Figura 2.4).
Figura 2.4 - Mapa da região oriental do Brasil mostrando a área de afloramento do Supergrupo Espinhaço e a sua divisão em domínios (Pedreira et al.,1989). Modificado de Pedreira, 1994. Em vermelho, a área de estudo está localizada entre as rochas do Grupo Chapada Diamantina e do Grupo Una.
2.2.1 Supergrupo Espinhaço
O Supergrupo Espinhaço é dividido em quatro províncias geológicas, o espinhaço meridional, o espinhaço setentrional, o platô do Rio Pardo e o domínio da Chapada Diamantina que foi separada em oriental e ocidental pelo lineamento Barra do Mendes-João Correia (PEDREIRA, 1994). Na Bahia, o sistema de riftes Espinhaço compreende duas bacias intracratônicas diacrônicas, a Bacia do Espinhaço, do tipo rift sag, que compõe os Grupos Rio dos Remédios e Paraguaçu, e outra do tipo sinéclise designada Bacia da Chapada Diamantina que compõe o grupo de mesmo nome (GUIMARÃES et al 2008).
2.2.1.1 Domínio Oriental do Grupo Chapada Diamantina
No domínio fisiográfico da Chapada Diamantina, o Supergrupo é subdividido, da base para o topo, nos Grupos Rios dos Remédios, Paraguaçu e Chapada Diamantina, este último aflorante na área de estudo. Os dois primeiros grupos possuem a idade de 1,75 Ga que compõe uma sequência deposicional de 1ª ordem e o Grupo Chapada Diamantina compõe uma segunda sequência com a idade de 1,5 Ga (SCHOBBENHAUS, 1996; ALKMIN E MARTINS-NETO, 2011). Dominguez (1993) reuniu os Grupos Paraguaçu e Rio dos Remédios em uma mega-sequência deposicional denominada de mega-mega-sequência Paraguaçu-Rio dos Remédios e reconheceu duas sequências deposicionais no Grupo Chapada Diamantina, a sequência deposicional Tombador-Caboclo (BRANNER, 1910b) e a sequência deposicional Morro do Chapéu (BRITO NEVES, 1967). Assim, no topo do Supergrupo afloram a Formação Tombador que apresenta os conglomerados diamantíferos responsáveis pela corrida do garimpo no século XIX, sotoposta às Formações Caboclo e Morro do Chapéu (Figura 2.5) (Tabela 2.1).
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Figura 2.5 - Cronoestratigrafia dos Supergrupos Espinhaço e São Francisco, com destaque para as formações aflorantes na área de estudo. Adaptada de Guimarães et al. (2008).
Tabela 2.1 - Características litológicas e interpretação sedimentológica das formações do Grupo Chapada
Diamantina (Guimarães & Pedreira, 1990; Bomfm & Pedreira, 1990; Pedreira & Margalho, 1990).
FORMAÇÃO LITOLOGIA INTERPRETAÇÃO
Morro do Chapéu 250 m Brito Neves (1967)
Arenitos em lobos de geometria sigmoidal
Argilitos
Frente deltaica ou arenitos de fácies eólicas
Arenito Planície de maré inferior Conglomerados polimíticos
Arenitos
Barras longitudinais de sistema fluvial e dunas eólicas
Caboclo 45-350 m
Branner (1910a)
Pelitos Diamictitos
Planície de maré média a superior Calcários Arenitos Conglomerados Planície de maré Arenitos Pelitos Diamictitos
Plataforma progradante dominada por tempestades Tombador 90 – 400 m Branner (1910a) Arenitos de granulometria bimodal Dunas eólicas Conglomerados polimíticos Arenitos feldspáticos Leque aluvial Arenitos Pelitos Conglomerados oligomíticos
Barras longitudinais transversais e depósitos de topo de barra em rios entrelaçados
2.2.2 Supergrupo São Francisco
O Supergrupo São Francisco é representado pelo Grupo Una, que aflora na Bacia Una-Utinga nas proximidades da área de estudo. Constituído pelas formações Bebedouro composta por material terrígeno (diamictitos, arenitos e argilitos) e Formação Salitre, constituídas por litofáceis carbonáticas depositadas em ambiente marinho raso (DOMINGUEZ, 1993). Na Bacia Una-Utinga, a Formação Bebedouro aflora em uma faixa de largura variável, no flanco oriental da bacia, onde a formação está em não conformidade sobre o embasamento cristalino. No lado ocidental, ela é discordante sobre as Formações Tombador, Caboclo e Morro do Chapéu (PEDREIRA, 1994). Pedreira et al (1987), dividiu a Formação Salitre em diversas unidades, em que as mais representativas para a área de estudo correspondem à Formação Gabriel e Nova América (Figura 2.6) (Tabela 2.2).
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Figura 2.6 - Mapa geológico da área de estudo, mostrando as principais formações e feições aflorantes no seu entorno. As linhas pontilhadas em azul indicam os sistemas de drenagem que abastecem o Pantanal dos Marimbus. A área dos Marimbus (em verde) representa a foz do Rio Santo Antônio. FONTE: O autor (2015).
Tabela 2.2 - Características litológicas e interpretação sedimentológica das formações componentes do
Grupo Una, de acordo com Bomfm & Pedreira, 1990; Pedreira & Margalho, 1990.
FORMAÇÃO Unidade LITOLOGIA INTERPRETAÇÃO
Salitre (100-240 m) Branner (1910b) Irecê Calcilutito/Calcarenito Marga Arenito/Siltito Sílex
Talude proximal e distal. Sedimentação em ponds e lagunas. Jussara Calcirrudito Calcarenito intraclástico Calcissiltito/Calcilutito Arenito/Siltito
Sub-maré e localmente inter-maré a supra-inter-maré.
Gabriel
Calcarenito intraclástico Calcissiltito
Calcilutito
Intermaré e sub-maré sujeito a tempestades. Nova América Lamitos algais Dolomitos Argilitos Sílex
Intermaré e sub-maré com exposição subaérea periódica (supra-maré). Bebedouro (200-350 m) Diamictitos Arenitos Siltitos Folhelhos Boulder beds Deposição deltaica e marinha glaciogênicas
No contexto geológico, a área úmida formou-se na zona de contato entre as rochas da Formação Tombador do Grupo Chapada Diamantina com as rochas do Grupo Una. O corpo d’água que caracteriza a área de estudo se acumula sobre depósitos colúvio-aluvionares. Que consiste no material detrítico proveniente das áreas mais elevadas da Formação Tombador, onde se extraíam diamantes e carbonados que foram transportados pelo escoamento superficial e depositados do sopé da Serra do Sincorá. Neste local, eles foram retrabalhados por processos fluviais, e espalhados na foz do rio Santo Antônio. O Pantanal se insere na categoria temática das coberturas Neoproterozóicas sobre os depósitos colúvios-aluvionares. Sob estes terrenos recentes estão rochas carbonáticas com cor cinzenta da Formação Salitre, cobertas por manto de alteração avermelhados. E os diamictitos glaciais, constituídos por margas e pelitos, com seixos pingados da Formação Bebedouro completam o arcabouço geológico no entorno dos Marimbus (PEREIRA, 2010) (Figura 2.7).
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Figura 2.7 – Croqui esquemático ilustrando o contexto geológico e geomorfológico do Pantanal dos Marimbus. Modificado de Pereira (2010).
2.3 GEOMORFOLOGIA
A Chapada Diamantina representa a unidade de relevo mais proeminente do Nordeste brasileiro, com elevações que ultrapassam 2000 m de altitude, tendo participação na transição regional dos biomas caatinga e cerrado. Principal divisor hidrográfico do estado, a Chapada Diamantina drena as águas da Bacia do São Francisco, de sul para norte, e todas as demais bacias da porção centro-oriental para o oceano pelo sistema de serras Sincorá-Bastião, no qual se encontra instalado o alto curso do Rio Paraguaçu. Nesse trecho da bacia, a geomorfologia é caracterizada pelos anticlinais e pediplano cimeiro da Chapada Diamantina e planalto cárstico. As elevações médias variam entre 320 m, na Bacia Una-Utinga, até cerca de 1600 metros, na Serra do Sincorá, a configuração que favoreceu a deposição de pedimentos sobre os relevos mais planos (Figura 2.8). As diferenças de altitude e o contraste do relevo existentes na região propiciam a perda acentuada de energia nos rios e um aumento natural na deposição dos sedimentos nas áreas mais baixas (Figura 2.9). As rochas que afloram na Serra do Sincorá pertencem à Formação Tombador que está depositada sobre a Formação Guiné, do grupo Paraguaçu, unidades estratigráficas da Bacia do Espinhaço Oriental, de idades Mesoproterozóica e Paleoproterozóica, com registros de sedimentação de ambiente transicional a marinho raso (PEDREIRA, 1994; ALKMIM E MARTINS-NETO, 2011).
O Pantanal dos Marimbus está inserido entre as rochas do Grupo Chapada Diamantina e do Grupo Una. O Grupo Una representa as coberturas sedimentares pertencentes ao Supergrupo São Francisco que correspondem às deposições carbonáticas em ambiente marinho
(GUIMARÃES et al, 2008; MISI e SILVA, 1996). Os carbonatos da Bacia Una-Utinga ocupam uma faixa ao leste do município de Andaraí, e constituem um sistema aquífero desenvolvido em terrenos de predominância de rochas calcárias magnesianas e dolomitas, que tem como característica principal, a constante presença de formas de dissolução cárstica. Fraturas e outras superfícies alargadas por processos de dissolução pela água propiciam ao sistema porosidade e permeabilidade secundária que permitem a acumulação de água em volumes consideráveis neste Pantanal. A elevada entrada de sedimentos favoreceu a formação de meandros abandonados e ampliou a área de inundação em alguns pontos do Pantanal, onde é possível verificar a presença de árvores de grande porte mortas.
Figura 2.8 – Perfil de elevação da Serra do Sincorá para o Pantanal dos Marimbus. O nível de base dos Marimbus é 320 m em relação ao nível do mar, referente à estação fluviométrica instalada no Pantanal. Em destaque, a) Vista da Serra do Sincora para os Marimbus, b) Vista da área úmida para a Serra do Sincorá em período chuvoso e c) Fotografia aérea da porção sul dos Marimbus, em período de estiagem. FONTE: O autor (2015).
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Figura 2.9 - Modelo Digital do Terreno correspondente à área dos Marimbus, hachurada, e as principais drenagens que descem da Serra do Sincorá, em azul. FONTE: O autor (2015).
2.4 HIDROLOGIA
O Pantanal dos Marimbus, gerado pela confluência entre os Rios Santo Antônio, Utinga e São José, é hidrologicamente alimentado pelas drenagens que descem a Serra do Sincorá e está localizado sobre a planície de inundação do Rio Santo Antônio. Os principais afluentes do Rio Santo Antonio são os Rios Preto, Coxó e Pratinha. Assim como o exutório do aquífero cárstico da Bacia de Irecê que apresentou uma evolução hidrogeoquímica de águas cloretada sódica cálcica para águas de composição bicarbonatada cálcica (SALLES, 2017).
Essa área úmida foi formada ao longo dos trechos médio e baixo do Rio Santo Antônio, onde encontramos depósitos aluvionares com extensão de até 1800 m. No trecho médio, o rio passa por um canal bem encaixado nas bordas de um leque aluvial de grande magnitude, esses aluviões são praticamente estéreis em termo de diamantes (SAMPAIO, 1994). O Baixo curso do Rio Santo Antônio começa onde deságua o Rio São José, e termina na confluência com o Rio Paraguaçu. Os depósitos aluvionares nessa porção propiciaram o acúmulo de água na região mais ao sul dos
Marimbus, evidenciando uma morfologia de áreas úmidas na planície de inundação do Rio Santo
Antônio.
O Rio São José, que corre de norte a sul, é acessível a partir do município de Lençóis e deságua no Rio Santo Antônio. Ele possui um leito bem encaixado entre as rochas do Grupo Chapada Diamantina, suas águas circulam entre a Serra do Tombador, do lado oeste, e o divisor que o separa do médio Rio Santo Antônio, do lado leste. Durante o seu percurso, recebe contribuições das drenagens que descem a serra, como os Rios Lençóis, Ribeirão, Caldeirão, Capivara e Roncador, de onde foi extraída grande parte dos conglomerados diamantíferos da Formação Tombador. O Rio São José é um dos maiores depositários dos cascalhos resultantes da erosão provocada pelo garimpo. O cascalho foi transportado pelos rios e riachos transversais até o corpo receptor mais baixo, o Pantanal dos Marimbus.
O Rio Paraguaçu nasce no município de Barra da Estiva, fora dos limites do Parque Nacional da Chapada Diamantina (PNCD). Ao penetrar no PNCD, próximo à cidade Mucugê, os fluxos hidrológicos seguem em regimes torrenciais nos sentido nordeste, até receber seu principal afluente na região. O Rio Santo Antônio drena a porção norte do parque no sentido Norte-Sul, e antes de se juntar ao Paraguaçu, forma o “Pantanal da Chapada”. Após essa área úmida, o Rio Paraguaçu segue mais baixo e aplainado, com as planícies aluvionares entulhadas de resíduos oriundos do garimpo no século XIX (Figura 2.10).
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Figura 2.10 – Localização da área úmida no Estado da Bahia, a área de drenagem da Bacia do Paraguaçu e da microbacia correspondente ao Pantanal dos Marimbus (Rio Santo Antônio). FONTE: O autor (2015).
Esse ambiente integra o alto curso do Rio Paraguaçu, com topografia acentuada, vales profundos e estreitos escavados pelos rios. Os Marimbus represam quase 80% das águas da bacia do alto curso, o que propicia elevada biodiversidade em um ecossistema tão complexo e dinâmico. Em junho de 1993, foi criada a Área de Proteção Ambiental (APA) estadual Marimbus-Iraquara, com o objetivo de desenvolver a sustentabilidade e proteger atrativos naturais para promover o turismo na região. O plano de manejo e zoneamento foram aprovados em junho de 1997, em que incluiu o Pantanal como uma Zona de Proteção da Vida Silvestre (ZPVS), áreas onde se deverá reconstituir e manter a diversidade genética da flora e da fauna. 2.5 GARIMPO DE DIAMANTES NA BAHIA – OCUPAÇÃO DO HOMEM NA CHAPADA
DIAMANTINA
Sabe-se que o processo de ocupação socioeconômica do homem na Chapada Diamantina ocorreu no início do século XVIII, reforçada com a descoberta do ouro nas cidades de Jacobina e Rio de Contas e, pouco depois, pela exploração diamantífera (BRITO, 2004). O primeiro período representa o momento de colonização da região. Nesse cenário houve a atuação de bandeirantes, caçadores, criadores de gado e garimpeiros de ouro, resultando em uma estimativa populacional de 9000 pessoas (SPIX E MATIUS, 1981; NOLASCO, 2002). Após a escassez de ouro nos aluviões, a região sofreu um declínio financeiro e populacional que foi superado pela descoberta de grandes depósitos de diamantes na primeira metade do século XIX. Essa fase próspera renovou a realidade econômica e social da região e resultou na segunda fase de colonização da Chapada (NOLASCO, 2002). Grandes contingentes populacionais seguiram para as lavras diamantinas alguns meses após a descoberta dessas jazidas, e a região recebeu cerca de 50.000 pessoas entre 1844 e 1848 (PEREIRA, 1907). Assim, o garimpo representa uma tradição secular que propiciou o ápice e a decadência da Chapada Diamantina. Com isso, a formação de sua gente está ligada à situação econômica, social e ambiental decorrentes da extração mineral, Isto representa um patrimônio histórico e cultural único no Estado da Bahia (MATTA, 2006).
O início da descoberta e da exploração dos diamantes na Bahia é controverso. A descoberta foi precedida aos relatos de dois naturalistas que estiveram na região em 1818, eles identificaram semelhanças entre as serras da Chapada Diamantina com as serras encontradas em Minas Gerais, onde já se extraiam diamantes (SPIX E MATIUS, 1981). Segundo Sampaio (1905), é possível que já se soubesse da existência de diamantes nas cabeceiras do Rio de Contas
30 desde o século XVIII. Porém, o registro mais antigo sobre o primeiro diamante na região ocorreu entre os anos 1817 e 1818, na Serra do Gagau, conhecida hoje como Serra do Bastião, paralela à Serra do Sincorá, onde surgiu a Vila de Santa Isabel do Paraguaçu, atual Mucugê.
A exploração de diamantes na Bahia teve seu início marcado pelo fim do monopólio da Coroa Portuguesa, em 1832, associado a diversas descobertas em vastas regiões da chapada, entre 1838 e 1842 (PEREIRA, 1910). A história oficial é baseada na descoberta das jazidas da Serra do Sincorá em 1844, na região de Mucugê, por José Pereira do Prado que estava acompanhado do afilhado Cristiano Pereira do Nascimento, quem encontrou o diamante (TEIXEIRA E LINSKER, 2005). Ele tentou vender a pedra, mas foi acusado de roubo, e para se livrar da acusação, revelou o segredo da nova riqueza. Após isso, a notícia foi espalhada e a região foi invadida por garimpeiros e viajantes de todo o país, iniciando a exploração clandestina. Em pouco tempo, a região atingiu um número recorde de pessoas aglomeradas em grutas, barracas e povoados. A exploração das lavras diamantinas desencadeou a formação de assentamentos na Serra do Sincorá que propiciou a criação de quatro vilas: Vila de Santa Isabel do Paraguaçu, Vila dos Lençóis, Vila de Andaraí e Vila das Palmeiras.
Em 1845, foram descobertos depósitos diamantíferos nos Rios São José e Lençóis, fato que levou o distrito de Lençóis à categoria de cidade em 1864. O inspetor geral dos terrenos da Província da Bahia, Benedicto Acauã, informou ao governo imperial sobre as riquezas minerais e a exploração clandestina que já ocorria na região em 1847. A cidade de Lençóis terminou adquirindo o papel de capital do diamante graças à quantidade de diamantes lá encontrada e à sua facilidade de acesso, características não encontradas em Mucugê, onde o garimpo começou (MATTA, 2006). Entre os anos de 1850 e 1878, o diamante era um dos principais produtos de exportação da Bahia, em 1855, chegou a contribuir com 15,2% da exportação estadual de bens e consumos (FALCÓN E DUTRA, 1978). Neste período, o Brasil era o maior produtor de diamantes do mundo, mas a fase de prosperidade durou apenas 25 anos. Isto se deveu as elevadas produções na África do Sul que fez cair o preço no mercado mundial, causando decadência no comércio local (FALCÓN & DUTRA, 1978; PEREIRA, 1937).
A partir de 1883, a utilização do carbonado em perfurações de rochas e abertura de canais, tal como o Canal do Panamá, desencadeou um novo ciclo de diamantes. O diamante negro, até então exclusivo da Chapada, conseguiu elevar os preços devido a sua baixa produção associada à alta demanda dos mercados mundiais (ALMEIDA, 1977). Em 1900, a produção declinou muito e o carbonato foi substituído por produtos industrializados com resistência
parecida. Logo, a mineração voltou a declinar. Contudo, o diamante continuou sendo o principal produto da região até o início do século XX (1900 - 1920). Depois de 1920, iniciou-se outra etapa de decadência para as Lavras Diamantinas. Os preços internacionais haviam diminuído expressivamente, devido às oscilações do mercado causadas por vários conflitos de guerra no mundo, e pela exaustão das reservas de extração mais fáceis que ocorriam principalmente nas regiões serranas da Chapada (BRASIL, 1991). Além disso, os métodos rudimentares de extração na Chapada tornaram-se inadequados para a manutenção da atividade extrativista, com o passar dos anos a exploração manual entrou em colapso (PEREIRA, 1910; MATTA, 2006).
Uma das soluções encontradas para a exaustão dos diamantes das serras foram as reservas dos aluviões. Na década de 1980, a área mais favorável à exploração diamantífera encontrava-se nos Rios São José e Santo Antônio, na década de 1970 foi criada a PARADISA (Diamantes Paraguaçu S.A), destinada a exploração das aluviões diamantíferos dos Rios Santo Antônio e Paraguaçu (GANEM E VIANA, 2006; INDA, 1979).
No entanto, esses depósitos só poderiam ser extraídos através da lavra mecanizada e, a partir daí, o método mecanizado por draga foi implantado no leito dos rios. Assim, a região foi submetida a uma larga aplicação de dragas para extrair os diamantes aluvionares. Isso provocou desmatamento, erosão e assoreamento dos rios. O uso desses equipamentos resultou em uma intensa danificação do meio natural, apesar de registrar uma maior produção. A chegada das dragas se deu no final dos anos 70, período que coincidiu com o início das atividades turísticas, indicando o melhor caminho para alavancar a economia na região (TEIXEIRA E LINSKER, 2005).
Pouco tempo depois, as primeiras reações ecológicas surgiram no Brasil devido aos impactos ambientais gerados pelas ações antrópicas. Com isso, o Parque Nacional da Chapada Diamantina foi criado pelo Decreto Federal n° 91.655/85. Este visa, sobretudo, proteger a região das ações antrópicas degradantes. A extração de diamantes dentro do parque foi definitivamente proibida, porém muitas dragas continuavam funcionando nos aluviões da região. Por fim, o garimpo mecanizado foi definitivamente proibido dez anos depois, em 1996, pela União e pelo governo estadual, devido aos impactos ambientais que gerava (TEIXEIRA & LINSKER, 2005). Mesmo após 150 anos de exploração, ainda existe garimpagem manual, embora em ritmo mais lento, devido à exaustão e decadência das lavras (Fotografia 2.2).
Durante as décadas de 20 e 50, a Chapada Diamantina sofreu um período de intensa exploração de madeira que causou danos irreversíveis ao ambiente, com extinção das espécies
32 mais nobres da mata (BRITO 2004). A construção de uma estrada de ferro para conectar os municípios da Chapada Diamantina com o Recôncavo, planejada no auge do garimpo e finalizada na queda da economia mineral, desempenhou um papel estratégico na derrubada da mata das serras e do entorno do Pantanal dos Marimbus. Essa ação foi colocada em prática pelos donos de terras e dos garimpos, possuidores de imensas extensões de matas até então intocadas. Durante trinta anos, as serrarias de Salvador recebiam peças de árvores como ipê, peroba e cedro. Segundo (BRITO, 2014), essa curta e intensa atividade provocou perturbações ambientais e climáticas locais, como a falta de chuva. Além dos caminhões que transportavam as madeiras, quando o Rio Paraguaçu estava cheio, ele era usado como meio de transporte, seus troncos eram guiados por canoa até a cidade de Itaitê, onde eram transportados por ferrovia até Salvador.
Fotografia 2.2 Garimpo manual no Rio Preto, Mucugê – Ba. a) Desvio do curso do rio para desmanche dos cascalhos. b) Diamantes e carbonados extraídos. FONTE: O autor (2015).
CAPÍTULO 3
MATERIAIS E MÉTODOS
Para a realização do estudo foram utilizados dados de descargas fluviais, níveis de água e análises isotópicas para avaliar o comportamento hidrológico e geomorfológico do Pantanal dos Marimbus. Para iniciar a compreensão dos processos de formação e as possíveis interferências antropogênicas desse complexo sistema paludal foram utilizados dados isotópicos coletados na matriz sedimento. Os dados isotópicos de 13C e 15N foram usados para determinar a
origem da matéria orgânica no testemunho de sedimento, e os dados isotópicos de 18O e 2H coletados nas águas superficiais foram usados para determinar a origem das águas que compõe o sistema. O testemunho de sedimento foi coletado na região mais ao sul dos Marimbus, que devido ao excesso da carga sedimentar propiciou o aumento da planície de inundação, matou as árvores que bordejavam o Rio Santo Antônio nesse ponto e aprisionou a matéria orgânica, onde abordaremos sua origem ao longo do perfil coletado. As águas superficiais foram coletadas em toda extensão alagada do Pantanal e nos principais rios que compõem o sistema para representar a origem das águas e facilitar a sua gestão. A coleta das águas ocorreu no final do período chuvoso, em fevereiro de 2014. A combinação de diferentes métodos foi utilizada para comprovar as interferências diretas e indiretas da ocupação humana e dos processos naturais, referente ao aprisionamento de matéria orgânica e ao comportamento isotópico das águas superficiais de acordo com sua origem e conformação geomorfológica atual.
3.1 SENSORIAMENTO REMOTO
Os aspectos morfológicos da área de estudo foram caracterizados com imagens de satélite LANDSAT 7 correspondentes ás órbitas 217/069, obtidas através do site do United
StatesGeological Survey (USGS-NASA). Algumas imagens foram selecionadas para representar
bem a região úmida em épocas específicas. Para esta atividade, foi empregado o software ENVI 4.2 para fazer a composição das bandas RGB (453; 321) que representam as diferenças entre água e terra, para identificar as possíveis modificações deposicionais, geomorfológicas e hidrológicas. Com o ARCGIS 9.2 foi determinada a área do Pantanal, reforçada com a checagem de campo. A ferramenta Hydrology foi utilizada para determinar a área de captação e a rede de drenagem com base no modelo digital de elevação. Além disso, as imagens de um levantamento aerofotogramétrico realizado na época do garimpo (1974) foram utilizadas para verificar mudanças geomorfológicas nos padrões de drenagem e na carga sedimentar da área estudada.
3.2 HIDROLOGIA
A aquisição dos dados hidrológicos foi feita através do Sistema de Informações Hidrológicas (SIH), da Agência Nacional de Águas (ANA), em que foram utilizados dados de descarga fluvial e níveis de água registrados de 1950 a 2016. As séries históricas de vazões são constituídas de valores discretos médios diários, obtidos pelos registros de descargas mínimas e máximas realizados às 7:00 horas e às 17:00 horas. O software HIDROWEB foi utilizado para a
34 análise de consistência dos dados e para determinar as séries históricas de vazão e cota. Dessa forma, foram obtidas as médias e máximas dos dados mensais de vazão e cota, a fim de caracterizar o comportamento hidrológico do Pantanal. Os dados de entrada de água na porção do Pantanal dos Marimbus são referentes à Estação Fertém (51190000 – ANA/CPRM) que está localizada no Rio Santo Antônio, com altimetria de 320 m e área de drenagem de 9670 km². 3.3 CARACTERIZAÇÃO DOS COMPARTIMENTOS AMBIENTAIS
3.3.1 Amostragem de água superficial e testemunho de sedimento
A área de estudo foi dividida em três regiões para facilitar o entendimento dos processos hidrológicos através do estudo isotópico das águas superficiais. A região localizada na porção Norte é caracterizada por ser mais seca, onde as águas seguem pelos Rios Santo Antônio e Utinga sem represar. Nesse setor, um lago com uma área de 800 m² permanece com água o ano inteiro, onde três amostras foram coletadas.
A região Central é caracterizada por um conjunto de áreas alagadas formadas pela deposição de sedimentos e pelas variações do nível freático nesse ponto. Esses lagos apresentam tamanhos e profundidades diversos, que propicia o acúmulo de água de maneira intermitente, as águas superficiais foram coletadas em três lagos. Esse trecho possui uma divisão definida pelos moradores locais, levando em consideração os aspectos sociais e culturais das comunidades que ocupam a região (FRANÇA et al, 2010). i) Os Marimbus do Remanso, mesmo nome da Comunidade Quilombola residente nas suas proximidades, contempla a confluência do Rio Santo Antônio e o Rio São José; ii) Os Marimbus da Fazenda Velha, uma drenagem secundária do Rio São José se junta ao Rio Roncador e deságua no Rio Santo Antônio e, iii) Os Marimbus do Ferreira, mais ao sul, recebe o aporte fluvial do Rio Garapa que é caracterizado por um leque aluvial continental de grande magnitude.
Por fim, separados pela ponte do Rio Ferten, onde uma estação hidrológica é mantida pela Agência Nacional de Águas (ANA) e operada pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), encontra-se a porção Sul do Pantanal dos Marimbus. Esse trecho é permanentemente inundado, constituído por meandros abandonados e controlados pela sazonalidade hidrológica regional. Esse corpo d’agua é conhecido como Marimbus do baiano, ele possui uma infinidade de lagoas permanentes e temporárias, tais como a Lagoa do Baiano, da Isca, dos Paus, Sucuiú e Lagoa Nova. Elas represam a água e possuem uma infinidade de funções
ecológicas que permitem a sobrevivência de inúmeras espécies de peixes, répteis, aves e anfíbios. Por fim, os Marimbus encontram-se com o Paraguaçu que segue até o oceano Atlântico. As coletas foram feitas de acordo com a disponibilidade de água na área alagada e a importância deposicional de cada subárea. Isto visando compreender toda área do Pantanal. Assim, a amostragem foi feita nos domínios Norte, Central e Sul da área úmida abrangendo os corpos d’água com características geomorfológicas distintas. Além do curso principal onde está inserido o Pantanal, houve coleta no Rio Garapa, na ponte do Fertém, onde está instalada uma estação fluviométrica, e no Rio Paraguaçu.
A amostragem para análise isotópica foi feita nas águas superficiais a partir de 20 amostras distribuídas nas três áreas de acordo com a tabela 3.1. As amostras foram acondicionadas e armazenadas em frascos de vidro âmbar com batoques e tampas, com volumes iguais a 50 mL. Durante a coleta, os frascos foram completamente preenchidos para evitar o fracionamento isotópico. Cada frasco foi identificado e recoberto por filme plástico transparente, e mantido sob refrigeração até a análise (Tabela 3.1).
Tabela 3.1 - Distribuição dos pontos de amostragem em água superficial.
Sub-região Pontos de
Amostragem UTM (X) UTM (Y) Descrição dos pontos
Norte (a) #MB1 247603,7884 8605917,755 Entrada da Lagoa Encantada #MB2 248599,2143 8604149,311 Dentro da Lagoa Encantada #MB3 249076,1314 8603821,496 Dentro da Lagoa Encantada Central (b)
#MB4 246982,0047 8594068,445 Lago grande com lama calcária
#MB5 246566,2000 8593954,967 Lago com lama calcária #MB6 246095,9782 8594019,612 Lago raso
#MB7 245854,7155 8594165,321 Encontro dos Rios S. José e S. Antônio Ponte
Fertém #MB8 247160,6657 8588615,258
Ponte do Fertém, saída do Rio Garapa Rio Garapa #MB9 245281,3853 8589734,608 Foz do Rio Garapa
