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GEOMORFOLOGIA AULA 2 Prof. Paulo César Medeiros 2 CONVERSA INICIAL Olá! Seja bem-vindo à disciplina de Geomorfologia! Esta aula se destina ao estudo dos principais sistemas de referência aplicados no estudo do relevo, iniciando com o conhecimento da origem e formação geológica da superfície terrestre e apresentando os diferentes modelos de explicação sobre a evolução do relevo. Os sistemas de referência oferecem possibilidades de compreensão dos fatores ou forças condicionantes na transformação do relevo terrestre. Os diversos modelos explicativos, combinados ou relacionados, nos possibilitam uma visão multidimensional dos processos que decorrem na gênese e evolução dos compartimentos do relevo. Permitem, assim, compreender os sistemas naturais, suas interações e modificações. A aplicação da geomorfologia ao estudo dos geossistemas terrestres permitiu aos geógrafos e demais estudiosos da superfície uma aproximação fundamental no estudo das paisagens e definição das regiões naturais ou biomas globais, bem como suas diferentes unidades e diversidade de domínios naturais. CONTEXTUALIZANDO Sabemos que a Terra é formada por sistemas naturais que se desenvolveram ao longo da sua história geológica. Assim, litosfera, atmosfera, hidrosfera e biosfera são subsistemas que nos permitem explicar esse grande Sistema Terra. Fonte: Brasil Escola (2014). Disponível em: <http://s4.static.brasilescola.uol.com.br/img/2014/11/composicao-da-biosfera.png> Acesso em 26/04/2016. http://s4.static.brasilescola.uol.com.br/img/2014/11/composicao-da-biosfera.png 3 A geomorfologia, como vimos na aula anterior, se especializou na explicação dos processos e formas da porção superficial da crosta terrestre, portando, é uma seção de contato entre todos esses subsistemas, com foco na identificação das unidades do relevo e suas dinâmicas. Ao longo da expansão da geomorfologia, diferentes escolas produziram abordagens sobre o relevo, gerando o que convencionamos denominar de sistemas de referência em geografia. Vamos conhecê-los e também aplicar suas perspectivas no estudo ambiental dos geossistemas. TEMA 1 - ESTRUTURA GEOLÓGICA E RELEVO TERRESTRE O nosso planeta é muito antigo e tem uma história de muitas transformações geológicas até atingir as condições físico-químicas necessárias para abrigar as primeiras formas de vida. De acordo como os estudos geológicos atuais, o planeta Terra tem cerca de 4,6 bilhões de anos e sua crosta é formada por placas tectônicas que juntas formam a litosfera. A litosfera é rígida e está disposta sobre o manto, que tem comportamento plástico devido à composição química e fusão pelas altas temperaturas dessa camada. Entre as primeiras teorias geológicas, encontramos a Deriva Continental, formulada pelo alemão Alfred Wegener (1915), segundo a qual há mais de 200 milhões de anos, os continentes América, Oceania, Ásia, Europa, África e Antártica compunham um único e imenso continente chamado de Pangeia. Isso explica, por exemplo, porque os contornos da costa leste da América e oeste da África “se encaixam” perfeitamente. 4 A superfície da litosfera evoluiu ao longo do tempo e se configurou como crosta continental e oceânica. Nas porções continentais formaram-se os regolitos, ou manto de intemperismo, que se constituem dos solos e dos materiais não consolidados até encontrar a rocha consolidada. Na década de 1960, essa teoria foi reformulada e incorporada a uma teoria mais abrangente: a Tectônica das Placas, que explicou como a litosfera está composta ou dividida em pelo menos 13 placas rígidas rochosas que se movem constantemente conforme mostra a figura a seguir: Fonte: UFRR (2012). Disponível em <http://ufrr.br/lapa/index.php?option=com_content&view=article&id=%2094 > Acesso em 26/04/2016. As placas tectônicas literalmente estão dispostas sobre o material líquido e muito quente denominado magma. O movimento das placas permite explicar a origem das montanhas, os terremotos e o vulcanismo que decorre das relações crosta e manto. A geomorfologia se dedica ao estudo da porção superficial e sub- superficial dessa porção de contato entre as rochas, a atmosfera, a ação biológica e antrópica. Assim, produz explicações sobre os processos naturais que dão origem aos modelados e sobre as dinâmicas do relevo, propiciando as condições para a definição de ações e o planejamento da gestão ambiental, Dica de vídeo O ciclo das rochas é um conceito básico em geologia, que descreve as transformações através do tempo geológico entre os três principais tipos de http://ufrr.br/lapa/index.php?option=com_content&view=article&id=%2094 5 rochas: sedimentares, metamórficas e ígneas. Cada um dos tipos de rochas é alterado ou destruído, quando ele é forçado para fora das suas condições de equilíbrio. Assista ao vídeo indicado a seguir para conhecer mais sobre esse processo. O ciclo das rochas representado em uma animação https://www.youtube.com/watch?v=DsQelCsfg0o&feature=youtu.be TEMA 2 - IMPLICAÇÕES DA TEORIA DOS SISTEMA NA GEOMORFOLOGIA Você já parou para pensar que a explicação das dinâmicas da natureza sempre desafiou os estudiosos em todos os tempos e civilizações? Os gregos acreditavam que a Terra se constituiu a partir de cinco elementos básicos e, durante muitos séculos, essa visão de natureza predominou no mundo ocidental. Hoje sabemos que são mais de uma centena de elementos que se combinam para formar a natureza. Com a ciência moderna foi possível explicar o ciclo dos elementos e o funcionamento dos sistemas terrestres. A partir do século passado, conhecemos suas conexões e, a partir de algumas teorias, foi possível compreender o complexo Sistema Terra. Vamos conhecer uma das mais importantes teorias que influenciou a ciência e, em particular, a geomorfologia. A Teoria Geral dos Sistemas (TGS) foi apresentada por Bertalanffy (1937) e, de acordo com essa teoria, é necessário estudar a natureza integrando as partes ou subsistemas que o formam. O todo deve ser considerado como sendo algo mais que a simples soma das partes, ou conforme o autor: É necessário estudar não somente partes e processos isoladamente, mas também resolver os decisivos problemas encontrados na organização e na ordem que os unifica, resultante da interação dinâmica das partes, tornando o comportamento das partes diferentes quando estudado isoladamente e quando tratado no todo (BERTALANFFY, 1973, p. 53). Os sistemas podem ser abertos ou fechados; O sistema aberto interage com outros sistemas, por exemplo uma bacia hidrográfica, que geralmente desagua em outra bacia ou no mar; O sistema fechado não interage com outros sistemas, por exemplo, um aquífero confinado. Veja o exemplo na ilustração: https://www.youtube.com/watch?v=DsQelCsfg0o&feature=youtu.be 6 A visão sistêmica foi incorporada pelas escolas anglo-americana e germânica de geomorfologia e permitiu o desenvolvimento de abordagens integradoras entre relevo, clima e biosfera. Observando as unidades do relevo nota-se que existe um fluxo constante de matéria e energia que produz a sua transformação, por exemplo, a escavação produzida pela evolução dos leitos dos rios em relação à encosta e a planície. A visão sistêmica na geomorfologia emergiu inicialmente na escola anglo- americana, com a teoria do ciclo geográfico de Davis, ainda que sob a ótica de um sistema fechado: ele considera a evolução cíclica do relevo a partir de forças endógenas responsáveis pelo rápido soerguimento de certo volume das placas da crosta, bem como por agentes exógenos encarregados de arrasar paulatinamente o modelado até as condições de peneplanície – ou superfície quase plana formada pela erosão –, estado este que, teoricamente, encontra-se termodinamicamentepróximo da entropia máxima. Na escola alemã, a teoria geral dos sistemas aparece como método aplicado no sistema geomorfológico de Walther Penck, que concebe a ação concomitante de forças atuando na acentuação do relevo e de forças exógenas opostas, empenhadas no rebaixamento do modelado. De acordo com Christofoletti (1989), a visão sistêmica influenciou os conceitos de dinâmica do Sistema Terra, ou seja, do planeta Terra interpretado como um sistema aberto pela teoria do equilíbrio dinâmico de Grove Karl Gilbert, em 1877, e revivida por Hack, em meados do século XX. 7 TEMA 3 - SISTEMAS DE REFERÊNCIA NO ESTUDO DO RELEVO Sabemos que durante a evolução da ciência geomorfológica várias abordagens foram desenvolvidas. Vejamos a seguir. Sistema de Davis: a teoria do ciclo do relevo O processo de denudação do relevo inicia-se a partir de uma emersão ou soerguimento da massa continental, originada por um processo geológico. Juventude: diante do elevado gradiente produzido em relação ao nível de base geral, o sistema fluvial inicia a produção de forte entalhamento dos talvegues, formando a rede fluvial (CASSETI, s/d). A partir desse estado, o sistema sofre as ações físico-químicas ao longo do tempo, atingindo a maturidade. Senilidade: quando sofre a horizontalização topográfica, com extensos peneplanos. 8 Sistema de Walther Penck: teoria do recuo paralelo das vertentes ■ A emersão e a denudação acontecem ao mesmo tempo e não em momentos distintos; ■ Existe uma relação entre o entalhamento do talvegue e os efeitos denudacionais, em função do comportamento da crosta; ■ Para Davis o relevo evoluía em um movimento de cima para baixo (wearing-down), Penck demostrou que existe o recuo paralelo das vertentes (wearing- back) ou desgaste que promove a esculturação. Sistema de King e Pugh: teoria da pedimentação e pediplanação Desenvolveram o conceito de estabilidade tectônica com o ajustamento por compensação isostática e também consideraram o recuo paralelo das vertentes (wearing back) como forma de evolução morfológica. 9 Teoria da Pediplanação: o material que resulta da erosão decorrente do recuo promove o entalhamento das áreas depressionárias, originando pedimentos. Com o tempo de relativa estabilidade tectônica, ocorre a formação de extensos pediplanos. Sistema de John T. Hack: teoria do equilíbrio dinâmico Aplicou o conceito de equilíbrio dinâmico, fortemente sustentado na teoria geral dos sistemas; As formas de relevo e os depósitos superficiais têm uma íntima relação com a estrutura geológica (litologia) e os mecanismos de intemperização. 10 . Sistema de G. Millot: teoria do aplainamento por mudanças climáticas. Aplicou a teoria do aplainamento por mudanças climáticas. Os aplainamentos se originam na sucessão de climas ao longo do tempo geológico, por meio do: Intemperismo da rocha fresca na subsuperfície; Transformação pedogenética do material alterado; Erosão superficial. Esses diferentes modelos de análise do relevo tiveram seguidores e produziram técnicas e métodos de estudo. Porém, isoladamente, cada qual apresentou limitações: Os modelos de Davis (1899) e Penck (1953) tiveram como predominantes os fatores tectônicos; Os modelos de King (1953), Hack (1960), Büdel (1975, 1982) e Millot (1983) privilegiaram os fatores climáticos; Embora cada uma das teorias tenha suas potencialidades, nenhuma delas foi capaz de explicar completamente as superfícies de aplainamento; Os aplainamentos de dimensão continental devem ser explicados como de origem poligenética, tendo como método a justaposição das diversas teorias. 11 Sugestão de leitura O artigo a seguir mostra o desenvolvimento global da ciência geomorfológica. Apresenta as diferentes posturas assumidas pelos geomorfólogos no correr do tempo e identifica linhas-mestras da evolução da geomorfologia, através da filogênese da teoria geomorfológica. ABREU, A. A. de. A teoria geomorfológica e sua edificação: análise crítica. Rev. IG, São Paulo, 4(112):5-23, jan./dez. 1983. Disponível em: http://ppegeo.igc.usp.br/pdf/rig/v4n1-2/v4n1-2a01.pdf TEMA 4 - RELAÇÕES ENTRE OS SISTEMAS GEOMORFOLÓGICOS Agora que você conheceu as diversas teorias geomorfológicas e seus principais formuladores, vamos estabelecer algumas comparações e verificar as contribuições que cada uma delas deixou. As diversas teorias para explicação do relevo levam em consideração os processos internos e externos à crosta terrestre e, de acordo com as áreas especificas dos pesquisadores, resultaram em quatro grandes abordagens. Características W. M. Davis (1899) W. Penck (1953) L. C. King / J. Pugh (1955) J. T. Hack (1960) Característica geral do sistema Rápido soerguimento com posterior estabilidade tectônica e eustática. Ascensão de massa com intensidade e duração diferentes. Longos períodos de estabilidade tectônica, separados por períodos rápidos e intermitentes de soerguimento da crosta. Toda e qualquer alternância de energia interna ou externa gera alteração no sistema por meio da matéria. Relação entre soerguimento e denudação Início da denudação (comandada pela incisão fluvial) após estabilidade ascensional. Intensidade de denudação associada ao comportamento da crosta. Denudação concomitante ao soerguimento. Reação do sistema com alteração do fornecimento de energia (oscilações climáticas). Estágio final ou parcial da morfologia Evolução morfológica de cima para baixo (wearing down). Evolução por recuo paralelo das vertentes (wearing back). Evolução morfológica por recuo paralelo (wearing back). Todos os elementos da topografia estão mutuamente ajustados e se modificam na mesma proporção. http://ppegeo.igc.usp.br/pdf/rig/v4n1-2/v4n1-2a01.pdf 12 Características morfológicas Fases antropomórficas: juventude, maturidade e senilidade (peneplano). Processos de declividade laterais das vertentes: convexas, retilíneas e côncavas (relação entre incisão e denudação por ação crustal). Nível de pedimentação (coalescência de pedimentos: pediplano). As formas não são estáticas e imutáveis. Íntima relação com a estrutura geológica. Estágio final ou parcial da morfologia Peneplanização (formas residuais: monadnocks). Superfície primária (lenta ascensão compensada pela denudação). Não haveria produção de elevação geral da superfície. Pediplanação (formas residuais: inselbergs). Não evolui necessariamente para o aplainamento (equifinalização). O equilíbrio pode ocorrer sob os mais variados “panoramas topográficos”. Noção de nível de base Processo evolutivo comandado pelo nível de base geral. A vertente evolui em função do nível de base local. Pressupõe a generalização de níveis de base (qualquer ponto de um rio é considerado nível de base para os demais à montante). Ajustamento sequencial. Variáveis que compõem os sistemas Temporal/estrutural com subordinação ao processual. Processo, tectônica e tempo. Processo/forma, considerando o fator temporal, admitidas implicações isostásicas. Relações entre formas e processos independentes do tempo (processo morfogenético – resistência das rochas – influências diastróficas). Conforme dito anteriormente, os fatores tectônicos aparecem como fundamentais nas teorias de Davis (1899) e Penk (153), e os fatores climáticos adquirem maior importância nos modelos de King (1953), Hack (1960), Büdel (1975, 1982) e Millot (1983). Com o desenvolvimento científico e tecnológico das últimas décadas, foi possível integrar as diferentes abordagens e juntas produziram uma visão multidimensional do relevo, 13 Sugestão de leituraO artigo a seguir faz um apanhado histórico do desenvolvimento da geomorfologia brasileira, a partir da noção de paradigmas de Thomas Kuhn, dividindo em tempos distintos: a. Primórdios: quando há forte vinculação com a teoria davisiana; b. Ruptura epistemológica dos anos 1950: marcada pela incorporação da teoria da pediplanação de Lester King, com destaque para os trabalhos de Aziz Ab’Sáber, João José Bigarella, Maria Regina Mousinho e Fernando Flávio Marques de Almeida; c. Problemática ambiental: marcada por forte inserção da teoria geral dos sistemas e influenciada pela concepção geossistêmica, principalmente a desenvolvida por Georges Bertrand; d. Fase atual: marcada pelo aprofundamento das questões ambientais, como a urbana, com o desenvolvimento de metodologias de estudos. VITTE, A. C. Breves considerações sobre a história da geomorfologia geográfica no Brasil. ISSN 1981-9021. Geo UERJ. Ano 12, v.1, no .21, 1º semestre de 2010. Disponível em: http://www.e-publicacoes.uerj.br/index.php/geouerj/article/download/1445/1221 TEMA 5 - GEOMORFOLOGIA APLICADA AO ESTUDO DOS GEOSSISTEMAS Vimos anteriormente como a Teoria Geral dos Sistemas exerceu forte influência sobre as escolas geomorfológicas e, de acordo com Christofoletti (1999), influenciou na elaboração da teoria geossistêmica, que foi aplicada ao estudo das paisagens naturais, modificadas ou não pela ação humana. A concepção de geossistema se desenvolveu na União Soviética na década de 1960 com Viktor Borisovich Sochava (1972), que aplicou o termo para descrever a esfera físico-geográfica como um sistema que definiu como geographical cover, ou geossistema de nível planetário. Segundo ele, o geossistema é uma dimensão do espaço terrestre onde os mais diversos componentes naturais do planeta se encontram, produzindo a conexão dos fenômenos, incluindo aí o relevo. http://www.e-publicacoes.uerj.br/index.php/geouerj/article/download/1445/1221 14 A paisagem expressa a materialização de um determinado geossistema e sua análise permite avaliar as condições do relacionamento entre os elementos biológicos, as condições ambientais e a ação humana, com o relevo. A geomorfologia pode contribuir significativamente no estudo a partir de suas técnicas e metodologias para o estudo da evolução dos geossistemas. As pesquisas relacionadas a essas duas temáticas deram origem à Morfodinâmica, desenvolvida por Chorley (1962) e aplicada no Brasil a partir dos estudos desenvolvidos por Tricart (1977), que a definiu como a dinâmica que se estabelece entre o clima, a topografia, o solo, o material rochoso e a cobertura vegetal. O geossistema contém três componentes que interagem em níveis distintos, como mostra a Figura 1, a seguir: a. Potencial ecológico: formado pelos sistemas geomorfológico, climático e hidrológico; b. Exploração biológica: produzida por plantas e animais; c. Ação antrópica: produzida pelas sociedades humanas. Figura 1 – Geossistema Fonte: Adaptado de Bertrand (1971). O balanço morfogenético de um geossistema é estabelecido pela relação entre os elementos perpendiculares (infiltração e cobertura vegetal) e o elemento paralelo, representado pela erosão. Quando predominam as componentes perpendiculares e as vertentes se encontram com cobertura vegetal, ocorre o equilíbrio entre potencial ecológico e exploração biológica que caracteriza um 15 geossistema em estado de biostasia. Quando essa vegetação é retirada, ocorre alteração sensível desse equilíbrio, cria condições de resistasia. Como exemplo temos o tempo relativo que o solo leva para ser erodido em condições de exposição direta às precipitações e o tempo que leva para a formação das camadas do solo. A Geomorfologia também contribui para o estudo da evolução dos geossistemas e permite aferir se as mudanças serão positivas ou negativas, dos pontos de vista ambiental e social. Sugestão de leitura A Teoria Geral dos Sistemas influenciou vários segmentos do conhecimento científico, entre eles a Geografia Física. Essa abordagem tem seus primórdios na Escola Alemã de Alexander Von Humboldt no século XIX, esforçada em conhecer a complexidade do meio e a interdependência entre os atributos componentes da paisagem. Entre as disciplinas da ciência geográfica, a geomorfologia teve papel de destaque na aplicação da abordagem sistêmica em suas pesquisas. O objetivo do artigo indicado a seguir é discutir a abordagem sistêmica no âmbito da Geografia Física com ênfase nos estudos geomorfológicos. NETO, R. M. A abordagem sistêmica e os estudos geomorfológicos: algumas interpretações e possibilidades de aplicação. Geografia - v. 17, n. 2, jul./dez. 2008 – Universidade Estadual de Londrina, Departamento de Geociências. http://www.uel.br/revistas/uel/index.php/geografia/article/viewFile/2354/2175 TROCANDO IDEIAS Com base nos conteúdos de nossa segunda aula, vamos organizar um debate no fórum da disciplina com a seguinte temática: Quais as principais contribuições das teorias geomorfológicas para a compreensão das dinâmicas do relevo terrestre? NA PRÁTICA Elabore um plano de aula sobre o relevo terrestre para estudantes do 6º ano do ensino fundamental, considerando o seguinte objetivo proposto pelos Parâmetros Curriculares Nacionais: http://www.uel.br/revistas/uel/index.php/geografia/article/viewFile/2354/2175 16 Compreender a espacialidade e temporalidade dos fenômenos geográficos estudados em suas dinâmicas e interações (PCN, 1999 p. 81): http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/livro052.pdf Comentários Em geral, os planos de aula se caracterizam pela descrição específica de tudo que o(a) professor(a) realizará em classe durante as aulas de um período específico. A estrutura dos planos deve conter alguns itens fundamentais: dados de identificação do professor e da escola; objetivos da aula; conteúdos da aula; procedimentos de aprendizagem dos alunos; recursos e materiais aplicados; metodologias e técnicas avaliativas. SÍNTESE Nesta aula, conhecemos as relações da geomorfologia e da geologia, destacando suas especificidades no estudo dos sistemas terrestres. Conhecemos as várias escolas de pensamento geomorfológico e seus paradigmas dominantes, que resultaram em distintos sistemas de análise do relevo. Em geral os modelos foram elaborados a partir de fatores tectônicos e climáticos, permitindo conhecer as relações entre forças endógenas e exógenas, que atuam na evolução da paisagem. A abordagem sistêmica na Geomorfologia permitiu grande avanço científico e o desenvolvimento de abordagens integradoras no estudo dos geossistemas terrestres. REFERÊNCIAS CASSETI, W. Introdução à Geomorfologia. Disponível em: <http://www.funape.org.br/geomorfologia/cap1/> Acesso em 27/04/2016 MEDEIROS, P. C. Geomorfologia: fundamentos e métodos para o ensino do relevo. Curitiba: Intersaberes, 2016. http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/livro052.pdf http://www.funape.org.br/geomorfologia/cap1/
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