Aplicação de Imagens de Satélites Altimétricos na Identificação de Feições do Fundo Marinho

Transcrição

1 ISSN Dezembro Nº Porto Alegre Aplicação de Imagens de Satélites Altimétricos na Identificação de Feições do Fundo Marinho Martins L.R. & Nunes J.C.* * Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica CECO/IG/UFRGS (luiz.martins@ufrgs.br)

2 120 Aplicação de Imagens de Satélites Altimétricos na Identificação de Feições do Fundo Marinho INTRODUÇÃO Durante as décadas de 70 e 80, muitos projetos de geologia marinha, desenvolvidos no país (Programa de Geologia e Geofísica Marinha - PPGM, Projeto de Reconhecimento Global da Margem Continental Brasileira - REMAC, Programme on Ocean Science in Relation to Non Living Resources - OSNLR), dedicaram boa parte do seu trabalho na caracterização de feições morfológicas do piso marinho. O produto final obtido foi alicerçado em dados batimétricos próprios ou, na maioria das vezes, utilizando cartas divulgadas pela Diretoria de Hidrografia e Navegação DHN e pelo GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans), da Intergovernmental Oceanographic Commisions IOC da United Nations Educational Scientific and Cultural Organization - UNESCO. Nesse período, foram igualmente utilizadas informações específicas para certas regiões (sul-sudeste), obtidas por missões realizadas por navios estrangeiros autorizados a efetuarem trabalhos na margem continental (Oceanographer, Vema). Documentos contendo informações dessa natureza, além das cartas batimétricas da DHN foram divulgados pelo REMAC (1979) e por URIEN, & MARTINS (1985). Dados batimétricos são indispensáveis, por exemplo, na derivação de critérios morfológicos para definir a extensão jurídica da plataforma continental. De acordo com CLARKE (2000), duas feições em particular devem ser definidas e determinadas: a base do talude e o contorno da curva isobatimétrica de m. Por outro lado, importantes interpretações de caráter puramente geológico são obtidas na leitura de fundo, definida através de dados batimétricos precisos e de informações complementares fornecidas pela utilização de outros instrumentos. (Sonar de Varredura Lateral - SVL, Geological Long Range Inclined ASDIC - GLORIA, SeaMarc). Apenas para citar um exemplo, a identificação de antigas linhas de praia desenvolvidas durante a transgressão Holocênica, na plataforma continental do sul do Brasil, Uruguai e Norte da Argentina, em muito depende da análise de boas cartas batimétricas e das informações complementares, acima mencionadas. USO DE IMAGENS DE SATÉLIES ALTIMÉTRICOS A metodologia representada pela utilização de imagens de satélites altimétricos, para o estudo da topografia do piso marinho, foi discutida por SMITH & SANDWELL (1997), enquanto CLARKE (2000) apresentou os principais aspectos relativos ao seu potencial e respectivas limitações. De forma concreta, essa aproximação associa sondagens históricas dos últimos trinta anos com informações de gravidade marinha, de superfície equipotencial, e de alta resolução, fornecidas pelos satélites altimétricos Geosat, SeaSat, ERS-1/2 e Topex-Poseidon. Em uma banda de comprimento de onda eletromagnética de 15 a 200 km, as anomalias da gravidade são correlacionadas com a topografia do fundo marinho. A integração e interpolação das informações altimétricas pelo método da curvatura mínima, oriundas do conjunto de satélites altimétricos acima referenciados, das anomalias gravitacionais, dos levantamentos batimétricos dos cruzeiros regulares de navios conduzidos pelo National Ocean Service - U.S.A., e por navios de várias instituições acadêmicas, permitem a geração de uma superfície matemática: grade de altimetria global de 2 x 2 min de arco; constituindo o Modelo Digital de Elevação com Batimetria - ETOPO2, SMITH & SANDWELL (1987). (Fig. 1). No caso da presente nota, a utilização dos dados do ETOPO2 teve por objetivo principal conferir a batimetria do fundo marinho, para uma área situada na porção oeste da Elevação do Rio Grande (Fig. 2). A Elevação do Rio Grande do Sul é uma importante unidade morfológica que elevase do piso oceânico por metros, representada por uma porção leste e outra oeste. Para KUMAR (1979), a feição constitui uma elevação assísmica isolada de caráter vulcânico, sem ligações com o continente sul americano. (Fig. 2).

3 Martins & Nunes 121 Figura 1. Seqüência da utilização de dados batimétricos e de imagens de satélites altimétricos na geração do Modelo Digital ETOPO-2. METODOLOGIA A metodologia utilizada constituiu-se na extração das amostras X, Y e Z da base de dados digitais do National Geophysical Data Center/Geodas Databases NGDA - GEODAS - NOAA. Essa base de dados, modelo ETOPO-2, é disponibilizada na página da internet da NOAA, para livre acesso e utilização. O novo conjunto de amostras para a área de estudo escolhida, correspondente à porção oeste da Elevação do Rio Grande (platô de Rio Grande, conforme COUPER, 1983), com latitudes e S e longitudes e W, delimitada nos trabalhos do REMAC (1979) e na contribuição de URIEN & MARTINS (1985), (Figs. 3 e 4), foi reinterpolado pelo método de Krigagem, no programa computacional Surfer da GoldenSoftware (Fig. 5). Fez-se em uma nova grade com resolução espacial de 30 x 30 s de arco; aproximadamente 900 x 900 m, e foi realizada a comparação destas novas informações topobatimétricas com os documentos cartográficos da DHN, divulgados e analisados pelo REMAC (1979) e URIEN & MARTINS (1985).

4 122 Aplicação de Imagens de Satélites Altimétricos na Identificação de Feições do Fundo Marinho Figura 2. Mapa batimétrico de localização da área de estudo, obtido através de interpolação de amostras X, Y e Z do Modelo Digital Etopo2. Figura 3. Mapa Fisiográfico do REMAC (1979).

5 Martins & Nunes 123 DESCRIÇÃO DO MODELO TOPOBATIMÉTRICO ETOPO-2 Resolução: 2 minutos de arco ou aproximadamente 3,6 km. Data: Projeção: Mercator. Sistema de Coordenadas: Geográficas (Lat/Long). Formatos disponíveis: USGS DEM, DXF Mesh, GeoTIFF, ASCII XYZ, Arc ASCII. Grid, RockWorks, Terragen e Surfer Grid (Binária ou ASCII). Datum: WGS 84 (World Geodetic System). RESTRIÇÕES À METODOLOGIA A metodologia para o mapeamento do fundo do oceano, usando o modelo ETOPO-2, é restrita aos levantamentos comparativos e ao monitoramento das transformações e mudanças do modelado, descrição e caracterização da topologia de fundo e das feições geomorfológicas, em pequena e média escala: exemplos podem ser mapeamento do fundo marinho nas escalas 1: e 1: Esses mapas não têm exatidão e resolução espacial suficiente para serem usados como mapa de navegação e/ou para orientação de áreas dragagem, sondagem e perfuração de poços petrolíferos (off-shore). Outro fator limitante desse método, para levantamentos mais precisos, em grande escala, é quanto a considerar relação de transferência e conversão entre a topografia (superfície elipsoidal) e a gravimetria (superfície geoidal) como sendo linear. Figura 4. Batimetria de URIEN & MARTINS (1985). RELEVÂNCIA À MEDOTOLOGIA EMPREGADA Constatou-se que a metodologia apresentada se mostrou adequada ao objetivo proposto, proporcionando a verificação da consistência dos dados obtidos a partir de imagens de satélites altimétricos, em função da sua procedência, características geométricas, contexto e resolução espacial. A metodologia também mostrou-se adequada para a comparação entre si das informações e com os dados batimétricos originais existentes.

6 124 Aplicação de Imagens de Satélites Altimétricos na Identificação de Feições do Fundo Marinho Figura 5. Mapa Batimétrico Interpolado do ETOPO-2. CONCLUSÕES A utilização de informações topobatimétricas de satélites altimétricos, para efeitos de comparação com feições topográficas salientes, caracterizadas e descritas anteriormente, através de uma série de mapas relativos a batimetria e morfologia presentes no atlântico sul-ocidental superior, mostrou-se viável para o mapeamento regional do fundo marinho em grande escala, devido ao limite da resolução espacial 3,6 km no ETOPO2. Na análise visual da precisão das linhas batimétricas (Fig. 4), traçadas anteriormente, com a feição oriunda dos dados dos satélites altimétricos é sintomática, demonstrando por outro lado a confiabilidade das primeiras; obtidas nas décadas de 70 e 80. Dessa forma, o emprego de procedimentos dessa natureza constitui elemento de referência básica na comparação de dados batimétricos existentes, obtidos através de métodos tradicionais com as informações captadas com o emprego de outras ferramentas de trabalho no atual caso informações de satélites altimétricos no delineamento mais preciso de importantes feições morfológicas do piso marinho. O presente exercício abre perspectivas para a realização de ensaios similares em áreas da margem continental delineadas através de sistemas de sondagens batimétricas tradicionais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS CLARK, J.H Present Day Methods of Depth Measurement. In: Cook, P.J. & Carleton, L.C.M. (eds.). Continetal Shelf Limits, The Scientific and Legal Interface, Oxford University: p KUMAR, N Origin of paired Assismic Ridges: Ceará and Sierra Leone Rises in Equatorial Atlantic and Rio Grande Rise and walvis Ridge in South Atlantic. Marine Geology: p REMAC Coleção de Mapas. Mapa do Relevo e Mapa Batimétrico. REMAC, vol. 11, Rio de Janeiro, Brasil. SANDWELL, D.T Geophysical Applications of Satellite Altimetry. Reviews of Supplement: p SMITH, W.H.F. & SANDWELL, D.T Global Seafloor Topography from Satellite Altimetry and Ship Depth Soundings. Science 277: p URIEN, C.M. & MARTINS, L.R Southern South America Continental Margin: Structural Map, Opening Episodes and Basins. UFRGS, Instituto de Geociências, CECO, Série Mapas Porto Alegre, Brasil.