Variações Climáticas no Algarve durante o Quaternário
Delminda Moura (a,b,1); Tomasz Boski (a,b,2); Cristina Veiga-Pires (a,b,3) e Hélder Pereira (a,c,4)
a – Associação DPGA; b - Centro de Investigação Marinha e Ambiental (CIMA), Faculdade de Ciências do Mar e Ambiente, Universidade do Algarve;
c - Escola Secundária de Loulé
1 –dmoura@ualg.pt ; 2 – tboski@ualg.pt; 3 – cvpires@ualg.pt; 4 – biogeo@esec-loule.rcts.pt
RESUMO 1- Alterações climáticas. O clima muda?
A pesquisa sobre o clima em registos históricos, arquivos de jornais e em publicações científicas é inequívoca: A temperatura, a precipitação e a ocorrência de eventos extremos (p. ex., tempestades e cheias) têm variado ao longo do tempo em intensidade e amplitude. Algumas das variações climáticas ocorrem em intervalos temporais fixos, possíveis de prever, designando-se por esse motivo de variações cíclicas. No entanto, as variações climáticas podem ser o produto da interacção de processos não lineares, assumindo então um comportamento caótico. Estas variações climáticas acíclicas são extremamente sensíveis a pequenas perturbações no sistema.
As alterações no volume de gelo acumulado sobre os continentes e os oceanos revelam um carácter marcadamente cíclico (100, 42 e 23 - 19 ka) ainda que num padrão de elevada complexidade. A referida ciclicidade responde a alterações igualmente cíclicas da quantidade de energia solar que atinge a Terra numa dada latitude. Ao longo dos últimos 2,6 Ma (Quaternário), a temperatura média na superfície do planeta variou entre ±4 a ±10ºC, relativamente à actual, em ciclos de grande amplitude temporal de 42 e 100 ka. As capas de gelo e os glaciares expandiram-se durante as fases mais frias designadas de glaciais e reduziram-se durante as fases mais quentes designadas de interglaciais. A Teoria Astronómica desenvolvida por Croll na segunda metade do Séc. XIX e posteriormente por Milankovitch (Hipótese de Milankovitch), preconiza variações cíclicas da temperatura na superfície do Planeta, induzidas por variações na excentricidade da órbita (ciclos de 100 ka) e na inclinação do eixo de rotação da Terra (42 ka). Os ciclos climáticos atribuídos à variação da excentricidade da órbita (ca.
100 ka) predominaram durante os últimos 900 ka. Anteriormente (ca. 2 Ma - 900 ka), foram os ciclos de 42 ka (obliquidade) os ciclos mais evidentes no registo geológico. No entanto, as diferenças na energia solar resultantes da variação dos parâmetros orbitais referidos, são demasiado pequenas para justificar tão amplas variações do clima. Outros processos actuando de modo estocástico estão com certeza envolvidos nas alterações climáticas. Por exemplo, as quantidades de CO2 na atmosfera variaram com a mesma periodicidade que o volume de gelo. No entanto, fica a questão: Ambas as alterações são a resposta a uma mesma causa e neste caso são variáveis independentes, ou, uma delas é a causa e a outra o efeito? Neste caso, quem é causa e quem é consequência? Podemos enumerar um conjunto de mecanismos de retroacção, capazes de introduzir um “ruído” nas variações cíclicas do clima, bem como de ampliar ou atenuar o sinal dessas variações.
O albedo é um destes mecanismos: com o aumento das regiões cobertas de neve e de gelo que são superfícies de elevada capacidade reflectora, uma parte significativa do calor que atinge a superfície da Terra é reenviado para o espaço. Deste modo, a superfície do planeta arrefece induzindo a acumulação de mais neve e gelo (retroacção positiva). Pelo contrário, quando o nível do mar desce em consequência da expansão das capas de gelo, ficam expostas vastas porções da plataforma continental cujo albedo é inferior ao da água (retroacção negativa). Outro efeito de retroacção positiva, é o aumento da capacidade da água fria oceânica para dissolver mais CO2. Quando a água oceânica está mais fria, a evaporação é reduzida e a precipitação diminui em todo o mundo, o que significa menos neve.
Nenhum cientista que trabalhe no domínio das Ciências da Terra duvida da ocorrência de alterações climáticas abruptas no passado. No entanto, existem duas questões que se colocam: a) as alterações climáticas bruscas produzem necessariamente alterações bruscas no registo geológico? b) uma ruptura no registo geológico significa sempre uma alteração dramática do clima? A resposta é não a ambas as questões. As alterações mais conspícuas no registo geológico são as litológicas e as do registo fóssil. Pelo contrário, as alterações da paisagem são por vezes difíceis de detectar e de interpretar, uma vez que se processam a escalas temporais mais amplas.
Tentaremos em seguida traçar a evolução climática na região sul de Portugal durante o Quaternário através da interpretação do registo geológico. Se este trabalho é sempre árduo e repleto de incógnitas, no Algarve, as dificuldades acrescem, porque, sendo uma região situada em médias latitudes, os registos quer de estádios de glacial, quer de interglacial são quase sempre ténues. Ainda, a maioria dos depósitos que no Algarve representam esta fatia de tempo geológico são de carácter continental, pelo que, o registo fóssil é escasso. Este facto, dificulta não só a interpretação dos paleoambientes mas também o ordenamento dos acontecimentos através de datação radiométrica como é o caso da datação por radiocarbono. Constitui excepção, o Holocénico representado pelas sequências sedimentares acumuladas nos estuários de vários rios, onde a presença de matéria orgânica e de fauna permitiu a construção de uma cronologia bastante fina.
2- O Quaternário
Sendo o Quaternário o intervalo temporal em análise, é útil esclarecer o que se entende por Quaternário. Esta questão não faria provavelmente sentido se aplicada a outro Período Geológico. No entanto, o estatuto do Quaternário está ainda a ser discutido pela comissão internacional para a estratigrafia. O limite inferior do Quaternário estabelecido em 1,8 Ma, com base no aparecimento de fauna característica de águas polares na bacia do Mediterrâneo foi posteriormente questionado. De facto, é actualmente inequívoco que o início da idade do gelo foi anterior àquele limite originalmente definido, tendo ocorrido aos 2,6 Ma. Assim, se o limite inferior do Quaternário se baseia no início das glaciações no hemisfério norte, é necessário alterá-lo. Por este motivo, os Quaternaristas apresentaram à comissão internacional para a estratigrafia, através do seu comité para o Quaternário Internacional (INQUA), a proposta para estender o Quaternário até aos 2,6 Ma, passando o Gelasiano (actualmente o último andar do Pliocénico) a integrar o Plistocénico. É pois provável que brevemente o Quaternário seja o último Período da Era Cenozóica com a duração de 2,6 Ma.
3- Alterações climáticas no Algarve durante o Quaternário.
3.1- A transição Pliocénico-Quaternário
O Pliocénico está representado na região do Algarve por duas unidades litostratigráficas: Areias de Falésia e Areias de Quarteira. O melhor local de observação das Areias da Falésia atribuídas ao Pliocénico Inferior, tal como a designação indica, é a arriba litoral que limita a praia da Falésia. Esta unidade é composta por areias grosseiras a muito grosseiras de cor branca, com fácies sedimentar característica de ambiente fluvial e litoral pouco profundo. Os sedimentos foram depositados durante a subida do nível médio relativo do mar (nmrm). No Pliocénico Médio verificou-se uma estabilização do nmrm, em virtude da qual se desenvolveram lagunas costeiras, representadas na região por níveis fossilíferos com abundantes fósseis de Ostrea lamellosa (Linnaeus) e de Palliolum excisum (Bronn). As valvas destes indivíduos encontram-se articuladas e os exemplares de Ostrea lamellosa apresentam- se agrupados em fiadas em estados diferentes de crescimento, pelo que os depósitos se encontram in
situ. Para além destes macrofósseis os depósitos contêm ainda variadas espécies de foraminíferos bentónicos característicos de meios litorais. Durante o Pliocénico Superior (representado pelas Areias de Quarteira), o nmrm subiu novamente e invadiu sectores muito vastos, ocupando posições até 10 km a norte da presente linha de costa. Por exemplo, na Goncinha (perto de Loulé), durante as obras de construção da estrada de acesso à Via do Infante, ficou exposta uma secção composta por areia com intercalações argilosas. Nestas, foi identificada uma associação de foraminíferos característicos de águas costeiras confinadas como por exemplo uma baía.
Com os dados recolhidos, que poderemos inferir acerca do clima na região sul de Portugal? O clima foi ao longo do Pliocénico globalmente quente. As calotes polares estavam em franca retracção e por isso o mar invadiu vastos sectores costeiros em todo o mundo tal como o fez no Algarve. Nesta região, para além de quente, o clima foi húmido, pois a tipologia dos depósitos sedimentares bem como a quantidade de sedimento no sistema só podem ser justificadas pela existência de precipitações regulares e abundantes que permitiram a manutenção de caudais elevados. Para além disso, em alguns dos depósitos estão preservadas rizoformas evidenciando colonização por plantas. Mais ainda, a intensa mobilização do ferro cujos óxidos são responsáveis pela coloração vermelha da Areais de Quarteira, só foi possível devido a intensa lexiviação. A coluna de água na plataforma continental externa nunca foi muito elevada apesar da transgressão marinha, porque a quantidade de sedimentos que chegava ao mar compensava a subida do nível da água. No final do Pliocénico adivinhavam-se já as condições de glacial que caracterizaram o início do Quaternário, pois a microfauna estudada no afloramento da Goncinha atrás referido, faz parte da associação de transição de águas quentes para águas frias no Atlântico Norte.
3.2- Quaternário 3.2.1- Plistocénico
No Algarve, o clima foi frio e húmido durante o Plistocénico Inferior. Está atribuída ao Plistocénico Inferior a unidade litostratigráfica designada por Areias do Ludo cuja tipologia e espessura indicam a existência de uma rede fluvial bem desenvolvida e hierarquizada. A passagem ao Plistocénico Superior, está marcada por uma drástica alteração no registo geológico que corresponde também a uma alteração climática importante. As Areias e Cascalheiras de Gambelas atribuídas ao Plistocénico Superior foram depositadas em linhas de água de carácter torrencial e marcada sazonalidade características de climas áridos. Atendendo a que a fonte de alimentação sedimentar parece não ter variado desde o Pliocénico, de acordo com os dados obtidos no cortejo de minerais pesados, as referidas alterações no registo sedimentar parecem traduzir sinais climáticos mais do que movimentação tectónica.
É a partir do Plistocénico Superior que é possível traçar cenários climáticos com maior acuidade, graças aos testemunhos recolhidos nos sedimentos oceânicos e que cobrem aproximadamente os últimos 400 ka. É precisamente na base do Plistocénico Superior que se situa um evento climático que tem merecido a atenção dos cientistas, uma vez que pode potencialmente ser utilizado para prever cenários climáticos futuros. Referimo-nos ao Estádio Isotópico Marinho (EIM) 11 (420 a 360 ka), durante o qual, a excentricidade da órbita da Terra foi semelhante à actual. No entanto, este estádio interglacial de excepcional duração (o dobro dos outros períodos de interglacial) não pode ser unicamente explicado no contexto da hipótese de Milankovitch, uma vez que, a insolação de verão durante aquele intervalo de tempo foi demasiado baixa. Apesar da ambiguidade do EIM 11 quanto às causas que determinaram quer o aumento acentuado da temperatura quer a sua duração, as consequências são conhecidos em todo o mundo pela elevação do nível do mar e pelo extraordinário crescimento dos recifes de corais. Por exemplo, as Bermudas e as Bahamas são compostas por
recifes coralígenos desenvolvidos durante o EIM 11. No Algarve, o nrmm foi cerca de 4 m mais alto que o actual. Deste paleo-nível do mar, podemos ainda observar vestígios das plataformas de abrasão na costa rochosa do Barlavento, que foram esculpidas pela accção das ondas durante o EIM 11. No entanto, durante este interglacial, a temperatura da água da Corrente do Golfo que atinge a margem ibérica parece não ter sido muito mais quente que actualmente, embora a sua influência se fizesse sentir durante mais tempo ao longo do ano, resultando em invernos mais quentes.
Os EIM 10 a 6 apresentam na margem ibérica variações climáticas marcadamente cíclicas que se ajustam aos ciclos de Milankovitch. A transição do EIM 6 para o EIM 5 tem sido o mais exaustivamente estudado na margem sul portuguesa e revela alterações drásticas, quer oceanográficas quer climáticas, com consequências bem marcadas nos ecossistemas marinhos e terrestres. Embora a temperatura da água superficial oceânica tenha sido mais quente durante o penúltimo estádio glacial (EIM 6: 173 a 153 ka) que durante o último estádio glacial (EIM 4 a 2), as capas de gelo ocuparam um extensão superior. Estas devem ter-se mantido relativamente estáveis devido à pequena descida do nível médio do mar durante o EIM 6 quando comparada com o último glacial. A passagem do EIM 6 para o estádio interglacial EIM 5 é considerada a mais rápida e a mais abrupta em todo o Quaternário e designa-se por Terminação II. Imediatamente antes desta, a coluna de água no Atlântico Norte caracterizou-se pela ausência de estratificação, como o demonstram os valores de isótopos de oxigénio que apresentam valores idênticos nos foraminíferos superficiais e sub-superficiais. A produtividade primária no oceano foi reduzida. O braço da Corrente do Golfo designada por Deriva do Atlântico Norte esteve activo e a Corrente Antártica Profunda fez-se sentir até latitudes mais a norte que actualmente. A Terminação II durou apenas 10 ka e no final ocorreu um impulso de descarga de icebergs: o Evento de Heinrich 11 (H 11).
Embora o estádio interglacial EIM 5 que no Algarve se prolongou até aos 75 ka, tenha sido globalmente quente, ocorreram alguns eventos climáticos de acentuado arrefecimento. Durante o sub- estádio 5e, o mais quente do EIM 5, a humidade atmosférica foi superior à actual, favorecida pela intensa evaporação da água oceânica superficial quente e os processos pedogénicos foram activos, desenvolvendo-se solos vermelhos do tipo mediterrânico. O nível do mar atingiu uma altura de 5 m acima do actual esculpindo vastas plataformas de abrasão que podemos ainda observar ao longo da costa rochosa do Algarve. Grande parte da morfologia costeira destas zonas é herdada do último interglacial (antes do presente) EIM 5. Nos sedimentos marinhos, estão registadas camadas de Heinrich (CH) na transição do sub-estádio 5a para o estádio 4 e durante os sub-estádios 5b e 5d, que testemunham vários impulsos de chegada de icebergs em intervalos de 1000 ou 2000 anos.
Ao EIM 5 seguiu-se o último estádio de glacial que engloba os EIM 4, 3 e 2. Já no final do EIM 2 as condições climáticas agravaram-se de tal modo, que mesmo na Serra da Estrela os glaciares estiveram activos. Os belos vales de glaciar que podemos observar em toda esta região datam do Último Máximo Glacial (UMG) cerca dos 18 ka. No Algarve, como em todas as zonas costeiras, devido ao clima árido e aos ventos fortes que se fizeram sentir, geraram-se corpos dunares na plataforma continental, pois o nmrm encontrava-se muito mais baixo que o actual, a cerca de -130 m. Durante a transgressão holocénica em consequência do desagravamento climático que se seguiu ao UMG, as dunas migraram para o continente e foram posteriormente cimentadas (aeolianitos) durante fases climáticas húmidas. Em Sagres e na costa W, podemos observar aeolianitos cuja génese remonta ao UMG.
3.2.2- Holocénico
O presente estádio interglacial (EIM 1) teve início cerca dos 10 ka e representa uma drástica redução da extensão das capas de gelo. Em consequência, o nível do mar subiu rapidamente entre os 10 e os
6 ka e nas zonas vestibulares dos rios desenvolveram-se vastos sapais. O abrandamento da taxa de subida do nível do mar a partir dos 6 ka, esteve na origem da instalação do sistema de ilhas barreira e do sistema lagunar da Ria Formosa.
Embora o Holocénico (últimos 10 ka) seja um período predominantemente quente, vários eventos frios estão testemunhados no registo geológico e histórico. Foi durante o episódio frio e seco do Holocénico Inferior, cerca dos 8 200 anos, que ocorreu um novo impulso de construção dunar. Os aeolianitos subjacentes às dunas livres da Baía de Armação de Pêra são o testemunho da acumulação eólica daquele período frio.
Em todos os estuários dos rios algarvios, está registada uma acentuada alteração no regime hidráulico e na carga sedimentar que atingia o oceano, cerca dos 2 000 anos BP. Esta alteração caracteriza-se pela frequência de cheias forçadas por precipitações com acentuada sazonalidade.
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