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Lagoas Costeiras Morfodinâmica Costeira Profª Débora Machado Introdução “Lagoa costeira é um ambiente dinâmico particular onde diferentes forças energéticas atuam no suprimento e distribuição de sedimentos, tanto marinhos como continentais. As inter-relações entre energia e sedimento operam em um corpo raso, parcialmente fechado por uma barreira, que tem uma comunicação efêmera ou restrita com o mar através de um ou mais “inlets” (desembocadura). A presença de uma barreira distingue uma lagoa de um estuário”. Distribuição 13% das costas mundiais; 56% das costas da América do Norte; Distribuição Ocorrência Embora ocorram em altas latitudes (Norte do Alasca e Islândia), são raras em áreas sujeitas a emergência costeira, que tende a criar uma costa íngreme onde o suprimento de sedimento para a barreira é mínimo; Contrariamente: Em costas tropicais de baixas latitudes, altas cargas de sedimento supridos pelos rios tendem a encher (colmatar) as lagoas; Situação mais favorável costas de latitudes médias com baixas amplitudes de maré (Golfo do México/EUA). Ocorrência Em áreas com maré menor que 2m as ondas dominam e constroem uma barreira longa, linear e com poucos inlets; Em áreas de macro-maré as barreiras são mais curtas, mais segmentadas: Costa do Mar do Norte, na antiga Alemanha Ocidental e Dinamarca mostram claramente a variação na morfologia da barreira com relação a amplitude de maré. Ocorrência Continuando…. Formação Lagoas se formam onde reentrâncias costeiras ou depressões tornam-se parcialmente fecha- das por uma barreira; Barreira: Costas com declividade baixa onde; Aporte sedimentar abundante (areia ou cascalho); Deriva litorânea de rios, geleiras ou promontórios em erosão; Ondas ativas ambiente dominado por ondas: tanto ao longo da costa como no perfil raso da antepraia (transporte efetivo para construir a barreira). Formação Vegetação, recifes de corais e estruturas tectônicas podem auxiliar na formação da barreira; Desenvolvem-se melhor em costas com uma história de submergência associada com a subida do nível do mar no Holoceno nos últimos 22.000 anos; Emery (1967),mostrou que: “Lagoas são muito comuns onde a plataforma continental e a planície costeira são largas e suaves, especialmente quando o nível do mar subiu lentamente”. Formação Muitas lagoas se formam por submergência e inundação de costas baixas na parte posterior de um sistema praial antigo com dunas desenvolvidas (últimos 5.000 anos); De acordo com Hoyt (1967); A profundidade na lagoa depende: Da intensidade da submergência e da altitude original da superfície; A largura da lagoa depende: Da declividade. Formação Formação Formação Lagoa dos Patos 4 ciclos de transgressão / regressão; 4 sistemas de barreiras. Lagoa dos Patos Villwock e Tomazelli (1995): mais de 400 ka Lagoa dos Patos 1ª Transgressão: Barreira I Barreira I Lagoa dos Patos 2ª Transgressão: Início do complexo multi-barreiras Isolamento da Lagoa Mirim Barreira II Lagoa dos Patos 3º Ciclo transgressivo / regressivo Máximo transgressivo: Isolamento da Lagoa dos Patos Barreira III Lagoa dos Patos 3º Ciclo transgressivo / regressivo Máximo transgressivo: nivel do mar 120m abaixo do presente; Complexo Patos-Mirim: Planície fluvial. Lagoa dos Patos 4º Ciclo Máximo transgressivo: Erosão (escaparmento) da Barreira III Lagoa dos Patos 4º Ciclo Atual: Subsidência do NM; Formação da Barreira IV junto a Barreira III. Fonte de Sedimentos Erosão das margens e da própria barreira. Vento; Washover fans (leques de sobrelavagem); Produção dentro da lagoa; Fluvial: Erosão na bacia de drenagem, mais ativa sob intemperismo químico e onde a precipitação excede a evaporação. Fonte de Sedimentos Leques de Sobrelavagem Fonte de Sedimentos O Papel da Maré Grande influência nas lagoas. O principal efeito das marés é manter o canal entre a lagoa e o oceano (desembocadura ou “inlet”) aberto, amplificando assim os processos de troca entre lagoa e oceano; Devido a ampla variação de maré, existe uma grande variação em seus efeitos sobre as lagoas. Ampla variação de maré proporciona uma imensa área de bancos e planícies, especialmente na maré baixa. O Papel da Maré Lagoas com macromaré: A energia da maré e das ondas é espalhada em faixas batimétricas (o nível é variável); Lagoas com micromaré: A energia de ondas é constantemente concentrada numa faixa batimétrica, condição que facilita a erosão das margens e impede a progradação de pântanos salgados e planícies de maré; O Papel da Maré Correntes de maré: Atingem as maiores velocidades na entrada da lagoa (inlet); A velocidade depende: Da profundidade e largura da entrada; Fricção no canal; Pressão hidrostática gerada pela diferença de nível entre a lagoa e o oceano. O Papel da Maré Assimetria da maré Dentro da lagoa, tanto a variação da maré como a velocidade da corrente diminuem a medida que a foz se distancia pelo fato de que a energia da maré é amortecida por fricção; O amortecimento (damping) é expresso pela assimetria temporal das velocidades das curvas de vazante e enchente; Quando a onda de maré se desloca para dentro da lagoa, é geralmente deformada de tal forma que: a onda de enchente é mais curta que a de vazante; O Papel da Maré Tal fato propicia que as velocidades de enchente sejam maiores que as de vazante; Embora enchente e vazante movam aproximadamente a mesma quantidade de água, a assimetria tem papel preponderante no transporte de sedimentos finos para montante. Outros fatores que promovem o transporte de sedimentos finos para montante são: A redução de velocidade para montante, fato esse que favorece a deposição de finos nos bancos no fim da enchente. O Papel das Ondas Selecionam e transportam sedimentos produzindo feições, tais como os esporões arenosos recurvados (spits), praias e barreiras; As dimensões de uma lagoa (comprimento, largura e profundidade) e sua orientação em relação aos ventos predominantes são fatores importantes para a intensidade dos processos ondulatórios. O Papel das Ondas Afetam 3 elementos do sistema lagunar: A barreira lagunar; As margens; O assoalho lagunar; Barreira Lagunar: Cria uma corrente litorânea paralela a costa com capacidade de transportar sedimentos (podendo chegar a milhares de m3 por ano) principalmente no lado oceânico da barreira. O Papel das Ondas O Papel das Ondas N O Papel das Ondas Margens Lagunares: São mais afetadas quando há uma grande pista de vento; Formação de esporões arenosos (spits): Crescem em direção ao centro da lagoa; Pode levar a um processo de segmentação lagunar. Deriva litorânea O Papel das Ondas Massachusetts - EUA (Esporões arenosos - spits) O Papel das Ondas Processo de segmentação lagunar O Papel das Ondas Assoalho Lagunar: Pequenas profundidades ondas ressuspendem muito sedimento fino, que tende a se depositar nas zonas mais abrigadas e mais profundas; Provoca uma diferenciação de fundo desde as margens até o fundo dos canais; Processos ondulatórios são amplificados durante curtos períodos de tempestades extremas. O Papel das Ondas Sedimentos de fundo Toldo Jr., (1994) O Papel das Ondas Lagoa Kosi - Zululand Península Chuktotsky - Rússia O Papel das Ondas Lagoa Araruama – RJ Mar de Azov (Spits)- Ucrânia O Papel do Vento Atua sobre os sedimentos de duas maneiras: Diretamente como agente de transporte; Indiretamente provocando variações no nível de água, ondas ou correntes de deriva as quais transportam sedimentos. O efeito mais notável do vento são as dunas formadas nas barreiras lagunares. Estas dunas podem ter de 30 a 100m (costa da Aquitaine/França, barreira da Lagoa dos Patos, costa da Zululand/África). Formadas por sedimentos das praias, que foram transportados para o continente. O Papel do Vento Ventos fortes causam variações significativas no nível conhecidas como marés de vento. Maré de Vento: Variação significativa no nível; Baixam o nível no lado protegido; Elevam no exposto. Variações Latitudinais Variações climáticas: Tipo de sedimento da bacia; Intemperismo; Causam diferenças na taxa de suprimento de sedimentos e; Intensidade dos processos sedimentares em lagoas costeiras; Taxa de evaporação / precipitação; Diferenças no clima de ondas. Variações Latitudinais Lagoas de altas latitudes: Ausência de pântanos salgados e planícies de maré; Baixa amplitude de maré; Praias congeladas resistem a erosão normal: a cobertura de gelo elimina a mistura por ação de ventos e ondas; Baixas taxas de precipitação: Água com características hipersalinas; Pouco intemperismo: Poucos sedimentos provindos das margens (a principal fonte de sedimentos é a corrente). Variações Latitudinais Lagoas de baixas Latitudes (lagoas tropicais com altos fluxos de rio): São longas e estreitas; Inlets são poucos numerosos (dependendo da variação da maré); O transporte litorâneo é ativo. Caracterizado pela construção sucessiva de cordões litorâneos, propiciando a progradação costeira; Lagoa pode apresentar estratificação de salinidade; Floculação aumentada pela grande quantidade de matéria orgânica e gradientes abruptos de salinidade. Variações Latitudinais Lagoas úmidas de latitude média: Lagoas se formam atrás de uma barreira quase contínua, frequentemente interrompida por inlets estreitos; Ventos e ondas são a forma dominante de energia; Gradientes horizontais de salinidade e muito sedimento fino em suspensão; Formação de esporões arenosos; Problemas de dragagens e sítios de deposição; Sedimentos finos aprisionados em pântanos salgados e planícies de maré. Variações Latitudinais Lagoas em zonas áridas (baixas latitudes): As barreiras crescem lateralmente por transporte litorâneo e eólico; Salinidade de 42 a 45 ppm próximo a costa em 54 a 67% da lagoa; Pouca presença de finos (pouco intemperismo); Sedimentos: CaCO3 por processos químicos. Desembocaduras (inlets) Posição do inlet: Controla o padrão das correntes; Determina as rotas do transporte de sedimentos; Tamanho e número de entradas: Determina a quantidade de troca de água com o oceano; A troca de material fino em suspensão. A entrada (desembocadura-inlet): é mantida pelo fluxo do rio e pela maré. Desembocaduras (inlets) Quando o fluxo da maré for variável ou quando o transporte litorâneo (areia ao longo da barreira) varia, um inlet pode apre- sentar duas condições extremas: aberto ou fechado. Em muitas lagoas tais mudanças seguem um ciclo sazonal. Desembocaduras (inlets) Inlet aberto: Entrada de sedimentos do oceano torna-se significativa; Correntes litorâneas proporcionam areia para ser transportada para os deltas de maré enchente ou planícies de maré; Variação de maré proporciona mistura e produz gradientes se salinidade estáveis entre o fluxo do rio e o inlet; Sedimentos finos tendem a se acumular nas porções internas, e não somente nos canais profundos. Desembocaduras (inlets) Inlet fechado: Uma das principais fontes de sedimentos (longshore drift) é eliminada. Ficam somente as fontes por leques de tempestade e transporte eólico; Sem mistura da maré, as águas se tornam calmas e sedimentos em suspensão se depositam. Condições anóxicas podem se desenvolver e facilitar a deposição de sedimentos orgânicos. Dependendo do fluxo do rio e das taxas de evaporação: Salinidade varia de condições de baixa salinidade a hipersalinas. Classificação dos inlets Dois processos dominantes: Maré + fluxo do rio tendem a manter a lagoa aberta; Ondas + transporte litorâneo tendem a fechar. Um extremo seria uma lagoa completamente aberta (como uma foz de rio afogada, tipo um estuário) e outro seria uma lagoa completa- mente fechada. Entre estes extremos existe um espectro de tipos variando de acordo com a intensidade dos processos atuantes. Classificação dos inlets 1- Lagoas estuarinas (fluxo de maré forte aumentado pelo fluxo do rio): Energia de ondas e deriva litorânea baixas; Largos inlets abertos, promovendo ampla troca; Transporte de sedimentos é alto, logo, Mudanças morfológicas são significativas; Canais profundos e bancos alongados. Classificação dos inlets 2- Lagoas abertas (ondas + maré moderada + fluxo do rio): Barreiras curtas; Correntes de maré bidirecionais mantém vários canais de entrada de tamanho moderado; Deltas de maré enchente e vazante bem desenvolvidos; Troca lagoa-oceano é intermediária; Grande acumulação de sedimentos. Classificação dos inlets 3- Lagoas parcialmente fechadas: Alta energia de ondas; Barreira extensa; Forte deriva litorânea; Correntes de maré são secundárias: Transporte de sedimentos por maré é limitado a entrada; Delta de enchente mais proeminente do que o de vazante (que é inexpressivo); Fraca troca entre a lagoa e o oceano; Acumulação de areia e lama. Classificação dos inlets 4- Lagoas fechadas: Produzidas por ondas altas a intermediárias e fortes correntes litorâneas; Ausência de maré e fluxo contínuo do rio; Leques de tempestade e vento são os principais fornecedores de sedimento; Sem troca entre oceano e lagoa, a acumulação é significativa. Inlets - Micromaré Dominado por ondas; Praias e esporões; Barreiras longas; Poucos inlets; Delta de maré enchente pouco desenvolvido; Delta de maré vazante ausente; Inlets - Micromaré Inlets - Mesomaré Maré x Ondas; Barreiras curtas; Vários inlets; Deltas de maré (enchente e vazante) bem desenvolvidos; Inlets - Mesomaré Delta de maré vazante Delta de maré enchente Inlets - Mesomaré Delta maré vazante Delta maré enchente Inlets - Macromaré Não forma barreira; Bancos linares perpendiculares à costa; Se limitam às desembocaduras de rios.