EXPERIMENTO DE TRANSPORTE DE BIOCLASTOS (SEIXOS E BLOCOS) NUMA PRAIA ARENOSA. ESTUDO DE CASO: PRAIA DO CASSINO, RS.

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1 EXPERIMENTO DE TRANSPORTE DE BIOCLASTOS (SEIXOS E BLOCOS) NUMA PRAIA ARENOSA. ESTUDO DE CASO: PRAIA DO CASSINO, RS. Felipe Caron 1 & Francisco Sekiguchi C. Buchmann 2 ; 1 Curso de Pós-Graduação em Geociências-UFRGS -Depto. Geologia Marinha (caronfelipe@yahoo.com); 2 Universidade Estadual Paulista UNESP. Abstract. This work studies the spatial distribution of pebbles, blocks on the foreshore of Cassino beach, RS. Two experiments using tracer (painted bioclasts) were set in order to estimate the crossshore and long-shore bioclasts transport. Three bathymetrical profiles were done across the coastline and the tracers injected in the shoreface, using a boat equipped with sonar and GPS navigation system. In the summer of 2003, 400 white-tracers and 400 red-tracers were deposited on the muddy bottom, at a 6m depth and 1000m away from the shore. After 40 days of monitoring, none of them were recovered, probably due to muddy bottom trapping effect. In the autumn of 2004, 1000 yellowtracers were injected in 4m depth over sand substrate, 800m away from the beach. After that, followed a 60 days daily monitoring, with visual search walking over 10km along the foreshore zone, beach width measurements, visual estimation of wave height and period, and beach profiles. After the passage of an extratropical cyclone, 2m the waves, the first tracer was recovered, at an average speed of 150m/days. The total bioclasts recovered was 2% and the greatest distance covered of 3600m away from the injection area. It showed the influence of storm conditions and wave action over the area injection, by cross-shore transport, that moves the tracers to the break zone. In this way they become available to long-shore transport and eventual deposition. The presence of tracers in the fore-shore zone is thought to be related to a berm-storm folowing sea-level set-up. Palavras-chave: [Transporte, Bioclastos, Praia arenosa] 1. Introdução Para compreender a distribuição espacial dos bioclastos na praia arenosa do Cassino, município de Rio Grande, RS, (figura 1) realizou-se dois experimentos com traçadores para estimar o transporte perpendicular e paralelo à praia utilizando bioclastos pintados. Optou-se por utilizar partículas que se encontravam naturalmente na área de estudo. Trabalhos antecedentes como Buchmann (1994a,b, 2002), Lopes et al. (2002) e Caron (2004) relacionam o aporte de bioclastos (fragmentos de ossos fósseis) até a praia, a partir do retrabalhamento na antepraia das fácies fossilíferas acumuladas no decorrer de flutuações do nível do mar no Quaternário, através da ação hidrodinâmica atual (ondas e correntes) durante as tempestades. Os trabalhos de Buchmann (1994a,b, 2002), Caron et al. (2001) e Caron (2004), descrevem as características (tamanho e forma) dos bioclastos aportados, e sua distribuição espaço-temporal frente às variações hidrodinâmicas (ondas e correntes) sazonais e episódicas. 2. Métodos e Técnicas 1

2 Foram gerados três perfis batimétricos perpendiculares à costa para a injeção dos traçadores na antepraia superior, com o auxílio de uma embarcação e um ecobatímetro de freqüência 192kHz, calibrado com fio de prumo. A navegação foi realizada com GPS manual. Os traçadores são representados por bioclastos (fragmentos de ossos fósseis da megafauna pampeana não identificados) de tamanhos grânulo, seixo, bloco e matacão. Foram pintados com esmalte sintético e medidos nos eixos X, Y e Z em milímetros. No primeiro experimento, entre fevereiro e março de 2003, realizaram-se dois perfis batimétricos com injeção de traçadores na antepraia. No perfil 1 distando 1000m da linha de praia à 6m de profundidade foram injetados 400 traçadores brancos. Distando 13km ao norte do perfil 1, foram depositados 400 traçadores vermelhos a 1200m da linha de praia a 6m de profundidade. Realizaram-se ao longo de 40 dias, saídas diárias na praia com GPS percorrendo 25km para recuperação visual dos traçadores. No segundo experimento entre abril a junho de 2004, realizou-se um perfil batimétrico com a injeção de 1000 traçadores amarelos distando 800m da praia a 4m de profundidade. Realizaram-se ao longo de 60 dias, saídas diárias na praia com GPS percorrendo 10km para recuperação visual dos traçadores. Para o levantamento topográfico do perfil subaéreo da praia durante o segundo experimento foram realizados 11 perfis praiais, com freqüência média de seis dias utilizando nível óptico e estadia, segundo método proposto por Birkemeier (1981) e a programação ISPR, para plotar os perfis e calcular a variação de volume subaéreo da praia. Foram realizadas ao longo de 60 dias a estimativa visual da altura e período das ondas incidentes segundo a metodologia proposta por Melo (1991). As medições da largura praial foram feitas pelo observador através de passo aferido. Os dados meteorológicos foram cedidos pelo Laboratório de Meteorologia, da FURG. As médias diárias de intensidade e direção do vento pela estação meteorológica, e os dados de saídas de modelo regional para o campo de pressão e vento a 1000mb geradas no Laboratório de Meteorologia. Também se fez uso de imagens do satélite GOES com resolução em infravermelho. 3. Resultados 3.1. Experimento 1. Com 40 dias de monitoramento diário para recuperação visual na praia, com 1500km amostrados nenhum dos 800 traçadores foram recuperados Experimento 2 Após 60 dias com 1200km amostrados foram recuperados no total 19 traçadores. O primeiro traçador foi recuperado 11 dias depois, com uma velocidade de 150 m/dia. Foram recuperados 16 traçadores ao norte, 2 ao sul e 1 em frente à área de injeção (figura 1). Os tamanhos variaram entre 30 a 170mm (grânulos, seixos e blocos) e suas formas foram sub-esféricas tendendo a discóides, lamelares e cilíndricas. Foi observado ao longo do experimento o desenvolvimento de pelo menos 5 eventos meteorológicos caracterizados por Sistemas Frontais e Ciclones Extratropicais de Médias Latitudes que alteraram o regime de ondas no local proporcionando o aporte de traçadores no 2

3 pós praia. As alturas e períodos das ondas incidentes na praia e indicação do aporte de traçadores são vistas na figura 2A. Foi observado que o aporte de traçadores em linhas paralelas ao estirâncio se dá entre 1 e 2 dias após eventos que geraram ondulações com alturas acima de 1,5m na praia. Dois eventos meteorológicos em particular, um sob o efeito da lama (23 a 27 abril), e o evento identificado como o mais energético (22 a 29 de maio) são descritos exemplificando em que condições foram depositados os traçadores suas respectivas trajetórias resultantes. Entre os dias 23 e 29 de abril, foi observado lama partir da zona de arrebentação até a linha de praia com atenuação máxima de energia de onda a 2km ao sul da área de injeção. Sob condições de pós tempestade (27 a 29 de abril) com alturas de onda entre 1,0 e 0.75m foram recuperados 4 seixos no pós-praia, sendo 2 ao norte e 2 ao sul da área de injeção (figura 1). No evento considerado mais energético foi observado o desenvolvimento de um ciclone ao largo da costa sul riograndense com formação de uma pista de vento dirigidas do quadrante S-SW conforme a figura 2B. No dia 26 de maio o vento local foi de 12m/s com direção predominante de SW. As ondas atingiram 2,25m com períodos de 13 segundos e a largura de praia foi de 0m. Cinco traçadores foram recuperados no pós-praia, entre os dias 29 e 30 de maio, 44 dias depois da injeção todos ao norte do sítio de deposição conforme a figura 1. Um traçador percorreu 3600m, resultando numa velocidade média de 80m/dia. Os tamanhos de ficaram entre seixo e bloco pequeno com formas esféricas e sub-esféricas com tendências às cilíndricas. Os levantamentos topográficos no estoque arenoso do pós-praia revelaram pequenas variações na média de 5 m 3 /m para os eventos em geral. No evento mais energético (22 a 29 de maio) as variações do estoque alcançaram 13 m 3 /m durante formação de uma berma de tempestade. 4. Discussões 4.1. Experimento 1. No experimento 1 as características lamosas da área de injeção nas isóbatas de 6m devem ter contribuído para que os traçadores não fossem remobilizados durante período de observação. O experimento foi realizado nos meses de verão onde a dinâmica local não foi suficientemente energética para transportar os traçadores até a linha de praia. Segundo Tozzi & Calliari (2000) para a mesma área de estudo, nos meses de verão predominam condições de baixa e média energia, com ondas de leste e sudeste e perfil de acresção Experimento 2. O substrato arenoso da área de injeção do segundo experimento sugere maior facilidade de transporte destas partículas da antepraia até o estirâncio. A passagem de sistemas atmosféricos comuns nesta época do ano provocou significativas alterações nos padrões de ventos, energia de ondas e largura de praia. O aporte de traçadores em linhas paralelas ao estirâncio ocorre no pós tempestade quando a energia de onda diminui e a aumenta largura de praia. O transporte litorâneo resultante foi de sul para norte, uma vez que 17 traçadores foram recuperados ao norte da área de injeção. O trabalho de Tozzi & Calliari (2000) realizado no mesmo local, relata que nos meses de 3

4 outono e inverno predomina condições de alta energia (ondas de sul e sudeste) concordando com as condições encontradas durante o experimento. Os autores também observam o transporte por deriva litorânea de SW-NE. Após 11 dias da injeção os primeiros traçadores (3 seixos) foram recuperados em condições de pós tempestade. Os traçadores de maiores tamanhos (blocos) foram recuperados somente 44 dias da injeção, resultando na soma de eventos de alta energia de onda capaz de transportá-los até a zona de estirâncio; indicando que traçadores de maiores tamanhos (seixos grossos e blocos) necessitam de mais energia para serem transportados. Os dois traçadores recuperados ao sul da área de injeção foram influenciados pelas condições hidrodinâmicas geradas pela lama fluida na zona de arrebentação. Em 29 de abril foi observada a ocorrência de depósitos lamíticos no pós-praia. Nos locais onde há lama fluida na zona de arrebentação a energia de onda é atenuada alterando a hidrodinâmica local e os padrões de correntes, protegendo alguns setores da praia do ataque das ondas (Calliari & Fachin, 1993). A morfologia do estoque subaéreo do perfil durante o experimento apresentou médias semelhantes às obtidas por Tozzi & Calliari (2000) para a mesma localidade e período (outono). A deposição dos traçadores (bioclastos) no pós-praia, como observada no evento de 22 a 29 de maio, esteve associada à remobilização do estoque subaéreo de sedimento arenoso na formação de uma berma após tempestade. Os resultados observados neste trabalho assemelham-se ao modelo conceitual do transporte de partículas de Nordstron & Jackson (1994). Foi observado que os bioclastos são expostos nos bancos subaquosos após a influência das tempestades. Seu aporte no pós-praia ocorre em condições pós tempestade juntamente com a recomposição da face de praia erodida durante a tempestade. 5. Conclusões No experimento 1 a característica lamosa da área de injeção na isóbata de 6m contribuiu para que não fosse recuperado nenhum dos traçadores brancos e vermelhos, mesmo havendo remobilização durante período de observação. No experimento 2, foi observado o aporte de traçadores amarelos após ondas acima de 1,5m e período de pico acima de 10s, geradas pelos ventos atuantes do quadrante SW comuns nestas condições. Os traçadores amarelos recuperados sofreram transporte perpendicular à costa, saindo de 4m de profundidade e chegando à zona de arrebentação onde predomina o transporte paralelo à costa para norte. A velocidade do primeiro traçador recuperado foi de 150m/dia e a maior distância percorrida foi de 3600m. As variações na morfologia do perfil resultam a formação de uma berma associada ao rebaixamento do nível do mar. Os traçadores (bioclastos) amarelos foram depositados no pós-praia em linhas paralelas ao estirâncio. 6. Referências BIRKEMEIER, W. A Fast Accurate Two-person beach survey. Coastal Engineering Technical Aid U. S Army Engineers Waterways Experiment Station. Coast. Engin. Res. Cent. Vicksburg, Mississippi. 22p. BUCHMANN, F. S. C. 1994a. Estudo Macrofossilífero da Porção Sul da 4

5 Planície Costeira do Rio Grande do Sul. Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação em Oceanologia, FURG. Rio Grande, RS. 109p. (inédito). BUCHMANN, F. S. C. 1994b. Distribuição dos fósseis pleistocênicos na zona costeira e plataforma continental interna no Rio Grande do Sul. Acta Geológica Leopoldensia. 17(39/1): BUCHMANN, F. S. C Bioclastos de organismos terrestres e marinhos na praia e plataforma interna do Rio grande do Sul: natureza, distribuição, origem e significado geológico. Tese de Doutorado Pós-Graduação em Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 120p (inédito). CALLIARI, L. J. & FACHIN, S Laguna dos Patos: Influência nos depósitos lamíticos costeiros. Pesquisas 20 (1): CARON, F.; BUCHMANN, F. S. C. & ITUSARRY, M. E. G Variação anual da forma e volume de seixos e calhaus numa praia arenosa do Rio Grande do Sul. XIV Semana Nacional de Oceanografia, Rio Grande, RS, Livro de Sínteses... p98. CARON, F., 2004 Aspectos taxonômicos e tafonômicos dos fósseis de vertebrados terrestres (Megafauna pampeana extinta) e marinhos (Peixes e Cetáceos) da praia do Cassino, RS. Monografia de conclusão do curso de Oceanologia, FURG, Rio Grande, RS. 129p, (inédito). LOPES, R.P., BUCHMANN, F.S.C., CARON, F. & ITUSSARY, M.E Tafonomia e Sedimentologia associada aos fósseis de vertebrados (megafauna extinta) encontrados nas barrancas do arroio Chuí e linha de costa, RS, Brasil. Pesquisas, 28(2): MELO, E., Projeto Sentinelas do Mar. Instruções para efetuar as observações. COPPE, RJ, Brasil. 12p. NORDSTROM K.F. & JAKCSON, N, L Distribution of surface pebbles with changes in wave energy on a sandy estuarine beach. J. Sediment. Petrol. 63: TOZZI, H.A.M. & CALLIARI, L. J Morfodinâmica da Praia do Cassino, RS. Pesquisas. 27 (1):

6 Figura 1: Mapa de localização da área de estudo (fonte: INPE e LOG-FURG) e as trajetórias dos traçadores. Figura 2: A)Altura Significativa e Período de Pico para os dias do experimento (dia 108 = 17 de abril 2004). As setas indicam o aporte de traçadores na linha de praia.b)análise do campo de vento e pressão (fonte Lab. Meteorologia- FURG) para o dia 26/05/04 as 12:00 UTC e imagem GOES (fonte: INPE) dia 26/05/04 as 18:00 UTC 6