AS BARREIRAS COSTEIRAS HOLOCÊNICAS DO RIO GRANDE DO SUL

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1 AS BARREIRAS COSTEIRAS HOLOCÊNICAS DO RIO GRANDE DO SUL Sérgio R. Dillenburg Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica CECO, Instituto de Geociências, UFRGS (sergio.dillenburg@ufrgs.br) Abstract. Transgressive and regressive barriers coexist at the coast of Rio Grande do Sul. These barriers were formed in the last 7 ka under alternate conditions of positive and negative balances on the sediment budget along the coast, which in turn were respectively related to gentle coastal embayments (where regressive barriers occur) and to gentle coastal projections (dominated by transgressive barriers). These positive and negative conditions of sediment budget were determined by relatively low and high wave energies, respectively. Coastal barriers have been called barrier islands when indeed the last is just a type of the first. This fact is due to the worldwide influence of the North American literature, on whose continent the barrier island is the main type of coastal barrier, and also due to the lack of precision and/or due to contradictions on the definitions of coastal barriers and barrier islands in part of the international literature. Palavras-chave: Evolução costeira, balanço de sedimentos, ilhas barreiras. 1. Introdução O Rio Grande do Sul possui uma linha de costa com 620 km de extensão e cuja continuidade é interrompida apenas pelos canais de conexão das lagunas dos Patos e Tramandaí com o oceano Atlântico. Em toda a sua extensão ocorrem sistemas de barreiras costeiras formados durante o Holoceno. Apesar de uma aparente homogeneidade de seus depósitos costeiros, a costa do Rio Grande do Sul apresenta um variado espectro de barreiras costeiras, sendo temporalmente coexistentes barreiras de naturezas transgressiva e regressiva. Nos últimos 10 anos, estas barreiras foram estudadas com base em dados de testemunhos de sondagem rasos (5 m) e de furos de sondagem (25 m) com amostragem a cada 1 m. A análise de fácies e datações por Carbono-14 têm sido a base das interpretações sobre a formação e evolução destas barreiras (e.g. Dillenburg et al. 2000, Travessas 2003, Dillenburg et al. 2004a). Dentre estes trabalhos, apenas o de Dillenburg et al. (2000) discute as características de todas as barreiras holocênicas do Rio Grande do Sul. Porém, este trabalho é anterior à fase de execução, nas barreiras, de 23 furos de sondagem profundos, iniciada em Os trabalhos de Travessas (2003) e Dillenburg et al. (2004a) foram embasados em dados de parte destes furos de sondagem e tratam de situações locais das barreiras. Assim sendo, o objetivo principal do presente trabalho é o de apresentar o avanço do conhecimento, nestes últimos quatro anos, relativo às barreiras costeiras holocênicas do Rio Grande do Sul. A literatura sobre barreiras costeiras é dominada por um tipo particular de barreira, a ilha barreira (barrier island). Tal fato decorre da grande influência da escola norteamericana, pois a ilha barreira é o tipo de barreira costeira dominante na costa leste dos EUA. O termo ilha barreira muitas vezes é inapropriadamente utilizado como sinônimo de barreira costeira, quando na verdade o termo se refere apenas a um tipo particular de barreira costeira. A identificação e denominação de feições morfológicas costeiras como barreiras costeiras ainda é um pouco confusa no

2 Brasil. Assim, como objetivo secundário, este trabalho discute a aplicação dos termos barreiras e ilhas barreiras. 2. A costa do Rio Grande do Sul O Rio Grande do Sul é um exemplo clássico de costa dominada por ondas, com grande disponibilidade de areia e que, portanto, tem nas barreiras costeiras o seu mais importante elemento deposicional. Sua linha de costa é suavemente ondulada na forma de reentrâncias (embaiamentos) e saliências (projeções), e apresenta uma orientação geral NE-SW (Fig. 1). As ondas provenientes de SW, S e SE são dominantes, com uma altura significativa de 1,5 m, determinando uma resultante de deriva litorânea de SW para NE. A variação média da maré é de apenas 0,50 m (regime de micromaré). A maré meteorológica pode se expressar com sobre-elevações do nível do mar de até 1,3 m (Barletta e Calliari, 2001). A história de comportamento do nível do mar relacionado à Transgressão Marinha Pós-glacial (TMP), no Rio Grande do Sul, se inicia em 17,5 ka AP quando o nível do mar situava-se a cerca de m abaixo do nível atual (Corrêa, 1995). Desde então o nível do mar subiu rapidamente até cerca de 6,5 ka AP, a uma taxa média de 1,2 cm/ano. Entre 5 6 ka, o nível do mar alcançou sua altitude máxima na costa sul e leste brasileira, e desde então mostrou um tendência geral de rebaixamento até o presente (Martin et al Angulo e Lessa 1997). No Rio grande do Sul, se estima que o nível do mar atingiu altitudes máximas entre 2 e 4 m (Dillenburg et al e 2005). 3. A formação e evolução das barreiras holocênicas no Rio Grande do Sul As barreiras costeiras do litoral norte e médio do Rio Grande do Sul são relativamente bem conhecidas no que se refere à estratigrafia e evolução durante o Holoceno. Juntas, estas barreiras correspondem a uma extensão de 400 km de linha de costa, situada entre o canal da laguna dos Patos (município de São José do Norte) e o rio Mampituba (município de Torres). Nesta extensão costeira, ocorrem barreiras de naturezas: regressiva (Tramandaí a Torres) e transgressiva (Tramandaí a São José do Norte). São tipos antagônicos de barreiras que coexistem temporalmente em função de uma situação de balanço de sedimentos positivo e negativo, respectivamente, prevalecente em uma escala de longo período (séculos e milênios) na costa do Rio Grande do Sul (Dillenburg et al. 2004b). O mecanismo de formação destas barreiras não é conhecido. São consagrados na literatura, como os mais prováveis processos ou mecanismos de formação das barreiras: a acresção lateral de pontais arenosos, a emergência de barras ou bancos da zona de arrebentação e a submergência costeira (Schwartz 1971, Reinson 1992). Porém, independentemente de qual tenha sido o mecanismo, está muito claro no Rio Grande do Sul que a atual posição geográfica de suas barreiras costeiras é o resultado da migração, no sentido do continente, de barreiras pré-existentes, tal qual descrito para várias regiões costeiras do mundo inteiro (e.g. Field e Duane 1976, Oertel et al. 1992). A estratigrafia e datações de carbono 14 da barreira holocênica em Tramandaí (Fig. 2A) mostram que os depósitos sedimentares de fundo lagunar (lamas lagunares) sobrepostos por depósitos da fase transgressiva da barreira (leques de sobrelavagem/deltas de maré enchente) começaram a ser formados, sob condições de intensa salinidade no interior da laguna (Medeanic e Dillenburg, 2003) há cerca de 10 ka, em razão da pré-existência de uma barreira, a este tempo, necessariamente situada a alguns quilômetros mar adentro, ou seja, a sudeste de sua atual posição. Esta

3 barreira migrou no sentido do continente, por sobre os depósitos lagunares, em resposta à elevação do nível do mar que se estendeu até aproximadamente 5-6 ka (Travessas 2003). Os registros estratigráficos em Jardim do Éden e Bujuru igualmente resultaram da migração de uma barreira, no sentido do continente (Fig. 2B e C). Tramandaí representa o local de transição entre uma barreira regressiva, ao norte, e transgressiva ao sul. A barreira regressiva iniciou a sua progradação em 7 ka, ainda sob uma condição de mar em elevação, em decorrência de um expressivo balanço positivo de sedimentos (Dillenburg et al. 2005). Sua maior largura (4,7 km) ocorre em Curumim, balneário localizado exatamente na porção central de um suave embaiamento da linha de costa existente entre os municípios de Torres e Tramandai. Sua fase de regressão forçada, iniciou-se em 5-6 ka, e aparentemente perdura até os tempos atuais. A taxa de progradação média desta barreira, entre 7 ka e o presente, foi de 0,67 m/ano. As barreiras transgressivas, ao sul de Tramandaí, foram formadas pela migração, no sentido do continente, de barreiras préexistentes. A estratigrafia e idades de carbono 14 destas barreiras mostram a presença de depósitos de lama lagunar atualmente aflorantes nas zonas de estirâncio e pós-praia do sistema praial atual. Suas idades correspondem a 5,7 ka (idade de amostra coletada a 2 m de profundidade no depósito lagunar aflorante em Jardim do Éden), e 3,5 ka (idade de amostra coletada no topo do depósito lagunar aflorante em Bujuru). Está claro, portanto, que os depósitos lagunares aflorantes no sistema praial emerso de Jardim do Éden e Bujuru foram formados, ao tempo de suas respectivas idades, quando barreiras costeiras existiam a sudeste da atual linha de costa (mar adentro). É importante destacar que o caráter transgressivo destas barreiras não resulta da migração da barreira induzida por uma elevação do nível do mar, pois sob esta condição os depósitos lagunares podem aflorar na face litorânea (shoreface) ou mesmo na plataforma continental, mas não nas zonas de estirâncio ou pós-praia (Dillenburg et al. 2004b). Estas barreiras se deslocaram (e ainda se deslocam) no sentido do continente em razão de um processo erosivo da linha de costa, decorrente de um balanço negativo de sedimentos, que se iniciou em um tempo situado entre 5 6 ka. 4. Barreiras ou Ilhas Barreiras? A origem do termo barreira (do inglês barrier), está relacionada ao fato de que as barreiras costeiras representam literalmente o papel de uma barreira física entre o oceano e a terra continental principal (rochas do embasamento ou terrenos sedimentares costeiros mais antigos) (Davis 1995, Hesp e Short 1999). A forte influência da escola norte americana nos estudos de geomorfologia costeira disseminou, globalmente, uma percepção equivocada de que barreiras costeiras e ilhas barreiras representam uma mesmo morfologia costeira, quando na verdade as ilhas barreiras são apenas um tipo de barreira costeira. Este fato já fora reconhecido por Carter (1988, pg. 132), na forma de uma referência a um antigo adágio que diz: all cats are animals, but not all animals are cats O autor destacou, naquela oportunidade, de que havia se tornado moda fazer referência às barreiras como se elas fossem ilhas barreiras. É interessante notar que um dos principais estudiosos de barreiras da escola norte americana definiu muito apropriadamente as ilhas barreiras como um subtipo de barreira (Schwartz, 1982). Uma adequada distinção também é feita por Kraft e Chrzastowski (1985). Todavia, em publicações específicas e recentes sobre ilhas barreiras, ainda são apresentadas definições contraditórias, como a que considera uma ilha barreira como uma

4 ilha alongada paralelamente à praia, dominantemente composta por sedimentos inconsolidados, que protegem a terra continental principal e que dela se separa por alguma combinação de ambientes úmidos. Esta definição ampla inclui pontais arenosos que se projetam de saliências da costa, assim como barreiras arenosas que nunca estiveram separadas da terra principal (Davis, 1995). Esta definição sugere, invocando o adágio de Carter (1988), que todas as barreiras sejam chamadas de ilhas barreiras. Mais recentemente Stutz e Pilkey (2000) apresentaram uma revisão global sobre a distribuição das ilhas barreiras, a qual apontou a sua presença em apenas 6,5 % de todas as linhas de costa continentais. Para estes autores as ilhas barreiras seguem a definição de Oertel (1985), que as considera como a expressão emersa de uma acumulação de sedimentos situada entre duas desembocaduras lagunares e entre a face litorânea (shoreface) e a laguna, ou seja, a definição de uma verdadeira ilha barreira. Este número difere significativamente dos 13% calculados por Glaeser (1978) e usualmente referido por vários autores (e.g. Davis 1985, Schwartz 1982). Muito provavelmente, a diferença de 6,5% corresponde a outros tipos de barreiras costeiras que têm sido equivocadamente computadas como ilhas barreiras. Independentemente dos seus mecanismos de formação, as barreiras costeiras representam uma estrutura formada principalmente pela acumulação de areia (em alguns casos por cascalho) decorrente da ação de processos relacionados às ondas, marés e ventos, que se estende longitudinalmente em relação à linha de costa, que se projeta acima do nível do mar durante a maré alta, com largura emersa variável entre algumas dezenas de metros até alguns poucos quilômetros, e que pode, ou não, tanto separar do oceano alguns tipos de ambientes úmidos (e.g. lagunas, baías, marismas etc), como apresentar um ou mais canais de conexão entre estes ambientes e o oceano. Essencialmente, sua denominação condiz com sua função de barreira entre o oceano e a terra continental principal. Quando uma barreira costeira apresentar-se efetivamente desconectada da terra continental principal por ambientes úmidos ela deve ser classificada como uma barreira costeira do tipo ilha barreira. 5. Referências ANGULO RJ e LESSA GC The Brazilian sea level curves: a critical review with emphasis on the curves from Paranaguá and Cananéia regions. Mar Geol 140: BARLETTA RC e CALLIARI LJ Determinação da intensidade das tempestades que atuam no litoral do Rio Grande do Sul, Brasil. Pesquisas em Geociências 28(2): CARTER RWG Coastal Environments.Academic Press, London. 617 p. DAVIS RA Barrier Island Systems a Geologic Overview. In: Davis RA (ed) Geology of Holocene Barrier Island Systems. Springer-Verlag, New York. p DILLENBURG SR, ROY PS, COWELL PJ, TOMAZELLI LJ Influence of antecedent topography on coastal evolution as tested by shoreface translation- barrier model (STM). J Coast Res 16(1): DILLENBURG SR, TOMAZELLI LJ, BARBOZA EG. 2004a. Barrier evolution and placer formation at Bujuru southern Brazil. Mar Geo 203: DILLENBURG SR, ESTEVES LS and TOMAZELLI LJ. 2004b. A critical evaluation of coastal erosion in Rio Grande do Sul, Southern Brazil. An Acad Bras Ciênc 76(3):

5 DILLENBURG SR, TOMAZELLI LJ, HESP PA, BARBOZA EG, CLEROT LCP and SILVA DB Stratigraphy and evolution of a prograded transgressive dunefield barrier in southern Brazil J Coast Res SI in press. FIELD ME e DUANE DB Post- Pleistocene History of the United States Inner Continental Shelf: Significance to Origin of Barrier Islands. Geolog Soc Amer Bull 87: GLAESER JD Global distribution of barrier islands in terms of tectonic setting. J Geol 86: HESP PA, SHORT AD Barrier Morphodynamics. In: SHORT AD (ed), Handbook of beach and shoreface morphodynamics. John Wiley & Sons, Chichester. p KRAFT JC e CHRZASTOWSKI MJ Coastal Stratigraphic Sequences. In: DAVIS JR, R.A. (ed) Coastal Sedimentary Environments. Springer-Verlag, New York. p MARTIN L, SUGUIO K, FLEXOR JM Le Quaternaire marin du littoral brésilien entre Cananéia (SP) et Barra de Guaratiba (RJ). Proceedings of the International Symposium on coastal evolution in the Quaternary. São Paulo, Brasil, pp MEDEANIC S e DILLENBURG SR The early Holocene palaeoenvoironment history of the Tramandaí Lagoon (RS- Brazil). V REQUI/I CQPLI Lisboa, Portugal. Actas... p OERTEL GF The barrier island system. Mar Geo 63:1-18. OERTEL GF, KRAFT JC, KEARNEY MS, WOO HJ A Rational Theory for Barrier- Lagoon Development. In: FLETCHER III, CH and WEHMILLER, JF (ed). Quaternary Coasts of the United States: Marine and Lacustrine Systems. Tulsa, SEPM (Society for Sedimentary Geology), p , (Special Publication, 48). REINSON GE Transgressive Barrier Island and Estuarine Systems. In: WALKER RG and JAMES NP (ed) Facies Models - Response to Sea Level Change. Geological Association of Canada, Stittsville. p SCHWARTZ ML The Multiple Causality of Barrier Islands. J Geol 79: SCHWARTZ ML The Encyclopedia of beaches and coastal environments. Hutchinson Ross Publishing Company, Stroudsburg. 939 p. STUTZ ML e PILKEY OH A review of global Barrier Island distribution. J Coast Res SI 34: TRAVESSAS FA Estratigrafia e evolução no Holoceno Superior da barreira costeira entre Tramandaí e Cidreira (RS). Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Dissertação de Mestrado. 38p. Figura 1 Localização.

6 Figura 2 Seções geológicas da barreira holocênica nas localidades de Tramandaí (2A), Jardim do Éden (2B) e Bujuru (2C).