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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOFÍSICA E GEODINÂMICA
TESE DE DOUTORADO
CARACTERIZAÇÃO GEOMORFOLÓGICA E SEDIMENTAR DE UMA PLATAFORMA TROPICAL: ÁREA PIRANGI
(NORDESTE DO BRASIL)
GUILHERME CHEREM SCHWARZ PIERRI
Orientadora:
Profa Dra. HELENICE VITAL DG / PPGG / UFRN
Tese no46/PPGG.
Natal/RN Outubro, 2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOFÍSICA E GEODINÂMICA
TESE DE DOUTORADO
CARACTERIZAÇÃO GEOMORFOLÓGICA E SEDIMENTAR DE UMA PLATAFORMA TROPICAL: ÁREA PIRANGI (NORDESTE DO BRASIL)
GUILHERME CHEREM SCHWARZ PIERRI
Tese de Doutorado apresentada em 09 de
Outubro de 2015, ao Programa de Pós-
Graduação em Geodinâmica e Geofísica
(PPGG) da UFRN, para obtenção do título
de Doutor em Geodinâmica e Geofísica com
área de concentração em Geodinâmica.
Comissão Examinadora:
Profa. Dra. HELENICE VITAL (DG/PPGG/UFRN - Orientadora)
Profa. Dra. TEREZA CRISTINA MEDEIROS DE ARAUJO (DOCEAN/UFPE)
Profa. Dra. TATIANA SILVA LEITE (DOL/UFRN)
Prof. Dr. LEÃO XAVIER DA COSTA NETO (IFRN/CNAT/DIAREN)
Prof. Dr. MOAB PRAXEDES GOMES (DG/PPGG/UFRN)
Prof. Dr. VALDIR DO AMARAL VAZ MANSO (DGCT/UFPE)
Natal/RN Outubro, 2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA
TESE DE DOUTORADO Tese de doutorado desenvolvida na Universidade Federal do Rio Grande do Norte, no âmbito do Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica, tendo sido subsidiada pelos seguintes agentes financiadores:
Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível (ANP), Financiadora de estudos e Projetos – FINEP e PETROBRAS, por meio do Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor de Petróleo e Gás (PRH – ANP/MCTI);
Programa de Formação em Geologia, Geofísica e Informática para o Setor Petróleo e Gás na UFRN (PRH22);
Programa Estratégico em Ciências do Mar 207-2010. Rede Recifes (UFRN – UFPE – UFBA) Mapeamento e Caracterização de Recifes da Plataforma Continental Jurídica Brasileira (CAPES).
Projeto Plataforma N-NE – Caracterização Fisiográfica da Plataforma Continental (Rede O5 – FINEP/CNPq/CTPETRO);
Auxílio de pesquisa CNPq – Caracterização Geológica e Geofísica de áreas submersas rasas do Estado do Rio Grande do Norte (Processo nº303481/2009.9).
INCT AmbTropic – Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia “Ambientes Marinhos Tropicais” (Heterogeneidade Espaço-Temporal e Respostas a Mudanças Climáticas (CNPq – FAPESB – CAPES);
Avaliação do estado de conservação das áreas recifais de Pirangi/RN - ecologia, manejo e restauração (Fundação Boticário de Proteção a Natureza)
Projeto Ponta de Pirangi – Realização ONG Oceânica (Petrobras – Programa Petrobras Ambiental);
Projeto Heterogeneidade Espaço–Temporal da Linha de Costa e do Substrato Plataformal Adjacente a Ponta Negra, Natal, RN - SOS Ponta Negra (CNPq, Processo 486451/2012-7, Chamada Universal 14/2012)
Agradecimentos _______________________________________________________________
Quero prestar agradecimentos ao Programa de Pós Graduação em
Geodinâmica e Geofísica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, pela
oportunidade de desenvolver este trabalho, em nome dos coordenadores
Professores Zorano Sérgio de Souza, Helenice Vital e da secretária Nilda Araújo
Lima pelo carinho sempre presente.
Ao programa de recursos humanos PRH22 da Agência Nacional do
Petróleo, Gás Natural e Biocombustível (ANP) e à Coordenação de Aperfeiçoamento
de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão de bolsas de doutorado e
doutorado sanduíche no exterior (PDSE).
À orientadora Dra. Helenice Vital pela orientação, apoio e contribuição em
todas as etapas de desenvolvimento do trabalho, além da oportunidade de integrar a
equipe do laboratório Ggemma, com a participação em projetos, atividades de
campo no mar e colaboração com os demais alunos da graduação e pós-graduação.
À orientadora no exterior, Dra. Luciana Esteves, pelo apoio durante o
desenvolvimento das atividades na Bournemouth University/UK e também
posteriormente a este período. Agradeço também a oportunidade de participar em
projetos desta universidade auxiliando os alunos de graduação e pós em atividades
de campo e laboratório.
Meus agradecimentos aos colegas de laboratório do Ggemma (Grupo de
Pesquisa em Geologia, Geofísica Marinha e Monitoramento Ambiental), pela
importante contribuição no dia-a-dia, nas atividades de preparação para campo,
durante as atividades de campo, no processamento, análise e discussões. Agradeço
a todos e em especial aos técnicos Canindé, Juninho e Júnior e aos colegas
Camilinha, João Paulo, André, Moab, Elaine, Narelle, Myrli, Henrique, Tiago,
Francisco, Isabelles, Polegar, Vanessa, Andressa, Éverton... meu muito obrigado à
todos!
Aos membros da banca, professores Tereza Cristina Medeiros de Araujo,
Tatiana Silva Leite, Leão Xavier da Costa Neto, Moab Praxedes Gomes e Valdir do
Amaral Vaz Manso pela valorosa contribuição para as melhorias do trabalho na
versão final, muito obrigado!
Agradeço à Organização Não-Governamental Oceânica e às equipes do
projeto Ponta de Pirangi em suas fases 1 e 2 pelo apoio, motivação, amizade e a
troca de ideias durante todo este período! Em nome de Liana, Maurão, Guido, Taty,
Cira, CyCy, Baxinha, Carol, Jéssica, Alina, Aninha, Tiego, Lígia, os queridos
companheiros Bonilha, Marlova, Fred, Mr. David e a todos aqueles que se dedicam
ao voluntariado e às gerações futuras! Lembrando que a principal motivação para o
desenvolvimento deste trabalho é a nossa luta pela conservação marinha!
Ao grupo do LABECE (Laboratório de bentos e cefalópodes) CB – UFRN em
nome da Professora Tatiana Leite e dos colegas Alina Barboza e Guido Grimaldi
pela ajuda nas discussões e desenvolvimento.
Ao carinho, acolhida e amizade da família Kleiton, Cecília, Pedrinho e
Joãozinho, como é bom ter vocês por perto! Às revisoras Siomara e Mari, pela
paciência e o carinho! E à minha querida família pelo apoio incondicional de sempre,
a presença no coração em todos os momentos e a manutenção da saudade em
níveis toleráveis, mesmo com a distância física que nos separou nestes anos!
Gratidão!
Sumário
Lista de Tabelas i
Lista de Figuras ii
Lista de Abreviações iv
Resumo v
Abstract vi
1. Introdução 1
1.1. Apresentação do trabalho 1
1.2. Objetivo Geral 3
1.3. Objetivos Específicos 3
1.4. Hipóteses científicas 4
1.5. Delimitação do estudo 5
1.6. Organização da Tese 6
2. Contextualização 7
2.1. Contextualização geológica e geomorfológica da Plataforma Continental Leste do Rio Grande do Norte
7
2.2. Aspectos da heterogeneidade da Plataforma Continental Leste do Rio Grande do Norte
8
2.3. Considerações sobre o clima e a dinâmica plataformal 12
2.4. Integração de informações abióticas e bióticas em estudos de Geo-Habitat
13
2.5. Informações bióticas pretéritas disponíveis para Pirangi 20
3. Materiais e métodos 23
3.1. Organização da estratégia de amostragem 23
3.2. Amostras sedimentares (coleta e análise) 26
3.3. Aquisição e processamento dos dados hidroacústicos 28
3.4. Integração dados abióticos e bióticos para o mapeamento de habitat 33
4. Geomorfologia da plataforma continental adjacente a Pirangi 36
4.1. Batimetria local – Sonar Monofeixe 36
4.2. Batimetria em detalhe – sonar multifeixe 42
4.3. Geomorfologia da Plataforma 45
5. Heterogeneidade do substrato plataformal adjacente a Pirangi 50
5.1. Análise sedimentar – tipo de substrato, composição e textura 50
5.2. Análise textural em detalhe – Sonar de varredura lateral 55
5.3. Heterogeneidade da Plataforma 59
6. Geomorfologia, substrato e habitat associados 65
6.1. Habitat associados aos fundos consolidados de Pirangi 79
7. Conclusões 85
8. Recomendações 91
Referências Bibliográficas 92
Anexo 1 115
Anexo 2 139
i
Lista de Tabelas
Tabela Legenda Pág
1 Fácies mapeadas para a área de estudo de acordo com classificação proposta por Vital et al., (2005), adaptada de Freire et al., (1997).
28
2 Dados das amostras sedimentares coletadas para composição dos mapas de teores de carbonato e matéria orgânica e mapa faciológico.
52
3
Integração das informações dos trabalhos de Azevedo (2011), Barboza (2014), Grimaldi (2014) e Souza (2015) para a região de Pirangi, contendo os atributos avaliados para as superfícies recifais praiais, intermarés/rasas e fundas.
68
4
Integração das informações dos trabalhos de Azevedo (2011), Barboza (2014), Grimaldi (2014), Souza (2015) com as informações abióticas descritas nos capítulos 4 e 5 para as superfícies consolidadas da região de Pirangi. Prof(m) – Profundidade em metros; Dist(km) – Distância da costa em Km; Rug – Índice de rugosidade; Caf – Cobertura por algas folhosas e filamentosas (em %); Cac – Cobertura por algas calcárias (em %); Esp – Macrofauna de esponjas (indivíduos/40m²); Cob. Bêntica dominante – Cobertura bêntica dominante; Parâmros da Ictiofauna: (Rsp) – Riqueza de espécies (nº de espécies), (AT) – Abundância total de peixes, (BT) – Biomassa total em Kg.
71
5 Habitat de substratos consolidados da plataforma (interna e externa).
74
ii
Lista de Figuras
Figura Legenda Pág
1.1 Mapa de localização da área de estudo contendo os vértices que a delimitam.
5
3.1 Esquema de aquisição de informações para análise de características abióticas e bióticas da plataforma (Modif. de Harris & Baker, 2012).
24
3.2
Mapa de localização das informações abióticas coletadas na área de estudo, mostrando as linhas de aquisição de sonar monofeixe, pontos de coletas sedimentares e áreas de aquisição de dados dos sonares multifeixe e de varredura lateral.
26
3.3 (A) Draga do tipo Van Veen com capacidade de 5kg utilizada na coleta de amostras. (B) Classificação e análise visual das amostras coletadas.
27
3.4
(A) Embarcação do tipo Troller utilizada na aquisição de dados; (B) Operação de lançamento de sensor de velocidade do som na coluna d’água para calibragem da aquisição; (C) Sonar de varredura lateral utilizado; (D) Estação de trabalho para aquisição de dados de sonar de varredura lateral; (E) Instalação equipamento multifeixe na lateral da embarcação, com apoio de mergulhador; (F) Controle durante a aquisição de dados de multifeixe através de interfaces do software Hypack e tela de acompanhamento de distribuição dos feixes.
32
3.5 Esquema geral para a produção de mapas de habitat bentônicos proposto por Brown et al., (2011) adaptado de MESH (2008).
35
4.1
Mapa de isóbatas gerado a partir dos dados do ecobatímetro monofeixe e respectivos perfis topográficos perpendiculares à costa, de A (Sul) à K (Norte), com eixos verticais em metros e horizontais em quilômetros. Observa-se no mapa em planta, tracejado em verde, os lineamentos recifais e em azul, o paleo-canal. As principais feições encontradas estão destacadas nos perfis topográficos.
39
4.2
Modelo digital do terreno (MDT) regional, obtido a partir dos dados de batimetria monofeixe. Observa-se no MDT as principais feições e a morfologia da área de estudo, além da distribuição dos principais lineamentos recifais, tracejados em branco.
41
4.3
Mapas de declividade evidenciando a distribuição de áreas planas e inclinadas, com destaque para os degraus ou batentes inclinados da plataforma externa (gradientes 1:50 à 1:15), as duas vertentes principais E-W do paleo-canal e a elevada inclinação próxima à costa (gradiente 1:20).
41
4.4
Modelos digitais de elevação para os dados de batimetria multifeixe, evidenciando em detalhe as quatro áreas levantadas: A – Barreirinhas, Mestre Vicente; B – Pedra do Velho; C – Pedra do Lima e sem nome; D – Pedras do Felipe, Fogo e Antonio Novo.
41
iii
5.1 Mapa de porcentagem de conteúdo de CaCO3 nas amostras, contendo locais de coleta das amostras sedimentares, principais pontos de pesca, áreas recifais, além das isóbatas na área de estudo.
53
5.2 Mapa de porcentagem de conteúdo de matéria orgânica nas amostras, contendo os locais de coleta das amostras sedimentares, principais pontos de pesca e áreas recifais, além das isóbatas na área de estudo.
53
5.3 Mapa faciológico contendo os locais de coleta das amostras sedimentares, principais pontos de pesca e áreas recifais, além das isóbatas na área de estudo.
54
5.4
Área (1) mapeada através do método sonar de varredura lateral após processamento com a leitura dos diferentes padrões observados. As áreas recifais encontram-se em vermelho e as pequenas dunas submersas em amarelo no mapa de leitura dos padrões. Superfícies recifais de Barreirinhas tracejadas em vermelho e feições dunares em amarelo no detalhe.
58
5.5
Área (2) mapeada através do método sonar de varredura lateral após processamento e posterior leitura dos diferentes padrões observados. As áreas recifais encontram-se em vermelho no mapa de leitura dos padrões. Superfícies recifais de Pedra Fogo tracejadas em vermelho.
58
6.1
Distribuição das superfícies recifais e sua relação com profundidade e distância da costa (A); distância da costa e tipo de cobertura bentônica – algas folhosas e filamentosas (B); algas calcárias (C); esponjas (D). Os gráficos mostram as linhas de tendência para cada parâmetro e as linhas tracejadas, delimitando os alinhamentos 1, 2, 3 e 4 encontrados na área.
70
6.2
Dendograma de análise de agrupamento (seguindo método de Ward, 1963) para as superfícies recifais analisadas. Integrando profundidade, distância da costa e cobertura por esponjas, além de algas calcárias, filamentosas e folhosas. Os recifes referentes aos quatro alinhamentos estão diferenciados por cores conforme legenda.
72
6.3
Dendograma de análise de agrupamento (seguindo método de Ward, 1963) para as superfícies recifais analisadas. Integrando apenas os parâmetros bióticos (cobertura por esponjas, algas calcárias, filamentosas e folhosas). Os recifes referentes aos quatro alinhamentos estão diferenciados por cores conforme legenda.
73
6.4
Mapa de habitat para a área de estudo. (A) Habitat da plataforma rasa; (B) Habitat da plataforma externa – recifes fundos dominados por algas; (C) Habitat da plataforma externa – recifes fundos dominados por algas e esponjas.
77
6.5
Habitat de fundo consolidado na região de Pirangi. (A) recifes praiais (arenitos de praia – beachrocks); (B) recifes praiais (arenitos ferruginosos) e intermarés; (C) recifes intermarés (parrachos de Pirangi); (D) recifes rasos; (E) recifes rasos (sedimentos mistos); (F) recifes fundos dominados por algas (Barreirinhas); (G) recifes fundos dominados por algas (Mestre Vicente); (H) recifes fundos dominados por algas e esponjas. Imagens cedidas pelo Projeto Ponta de Pirangi.
78
iv
Lista de Abreviações – Legendas dos mapas
AP: Área da pesquisa
Am: Amostras sedimentares
Fo: Pequenas dunas submersas ou feições sedimentares onduladas
Rf: Recifes submersos fundos
Rrv: Recifes submersos rasos
Rrp: Possíveis áreas com ocorrência de recifes rasos
Ri: Recifes intermarés
Rp: Recifes praiais
HabRFa: Habitat dos recifes fundos dominados por algas
HabRFae: Habitat dos recifes fundos dominados por algas e esponjas
Fm: Possíveis Áreas com ocorrência de fanerógamas marinhas
Pi: Plataforma interna
Pi-e: Interface entre plataforma interna e externa
Pe: Plataforma externa
Bat: Isolinhas batimétricas
Ppm: Pontos de interesse para pesca e mergulho
Lr: Lineamentos recifais
Pc: Paleo-canal
Abreviações para fácies sedimentares:
LL1x: Lama de origem mista silici-bioclástica
AS1b: Areia siliciclástica
AS2b: Areia silici-bioclástica
AB1b: Areia bioclástica
AB2a: Areia bioclástica com grânulos
CB2: Cascalho bioclástico
v
Resumo
O avanço das técnicas de investigação submarina vem motivando uma série de
pesquisas para o reconhecimento detalhado das características de Plataformas
Continentais em todo o mundo. A Plataforma Continental tropical brasileira,
especificamente, carece de informações neste nível, apesar de sua relevância,
tanto para exploração de recursos naturais, quanto para conservação marinha.
Esta tese, desenvolvida na área Leste da Plataforma do Rio Grande do Norte,
utiliza dados inéditos adquiridos a partir de métodos hidroacústicos (sondas
mono, multifeixe e de varredura lateral) e amostras sedimentares,
apresentando uma análise detalhada da paisagem submarina e das
características da cobertura sedimentar. Integram às informações abióticas,
padrões de distribuição biótica, que possibilitaram a caracterização de habitat
para fundos consolidados na área de Pirangi. Este setor da plataforma,
considerado raso e estreito, possui uma divisão nítida entre os sedimentos
superficiais, que recobrem as zonas interna (terrígenos) e externa (biogênicos).
Evidenciando as variações de nível do mar, antigas posições de linha de costa
estão preservadas em quatro alinhamentos recifais, além de um paleo-canal
formado em período de mar baixo, conservado ainda hoje pelo pequeno aporte
sedimentar. A plataforma faminta por sedimentos apresenta ainda feições
onduladas, pequenas dunas submersas compostas por cascalhos bioclásticos.
A avaliação conjunta de parâmetros abióticos e do padrão de distribuição da
cobertura bêntica, baseada em grupos foco, permitiu a individualização de
habitat para as superfícies recifais, demonstrando uma sucessão de habitat
desde os recifes praiais até os recifes fundos. Esta análise pode ser replicada
para outras áreas de Plataforma Continental e contribuir para o delineamento
de planos de gestão, para o necessário manejo sustentável de recursos
naturais, bem como para a delimitação de propostas de conservação marinha.
Palavras-Chave: Plataforma Continental; geomorfologia submarina;
paleolinhas de costa; cobertura sedimentar; habitat de substratos consolidados
da plataforma tropical.
vi
Abstract
The advance on marine underwater research techniques has motivated many
efforts aiming to detail and recognize the Continental Shelf features worldwide.
The Brazilian tropical Continental Shelf specifically lacks information at this
level, despite its importance, both for natural resources exploitation, as for
marine conservation. This thesis, developed in the eastern Rio Grande do Norte
Continental Shelf (Northeastern Brazil), uses new data acquired from
hydroacoustic methods (singlebeam, multibeam and side scan sonars) and
sedimentary samples, presenting a detailed analysis of the underwater
landscape and sedimentary coverage. Combine biotic distribution patterns with
abiotic information, enabling habitat classification for hard sea-bottoms at
Pirangi area. This narrow and shallow shelf sector has a sharp division between
the surface sediments that covers the inner (terrigenous) and external
(biogenic) zones. Pointing out the sea level variations, ancient shorelines are
preserved in four reef alignments (beachrocks), plus a palaeochannel formed
during low sea-level periods, still conserved by the small sand supply. The
sediment-starved shelf also presents wavy features, small submerged dunes
composed by bioclastic gravel. The assembled evaluation of abiotic parameters
and distribution pattern of benthic coverage, based on specific groups, allowed
the individualization of habitats for reef surfaces, showing a habitat succession
from coastal to offshore reefs. This analysis can be replicated to other
Continental Shelf areas and contribute for management plans, for the
necessary natural resources sustainable management, as well to the
delimitation of marine conservation proposals.
Keywords: Continental Shelf; marine geomorphology; palaeo-shorelines;
sediment coverage; hard-bottom tropical shelf habitats.
1
Capítulo 1 – Introdução _________________________________________________________________
1.1. Apresentação do trabalho
A crescente necessidade de compreender em detalhe as características
das plataformas continentais e avaliar o aumento do impacto das ações humanas
sobre estas áreas tem motivado esforços em todo o mundo, incentivando a
pesquisa marinha. Com vistas a suprir lacunas científicas, conhecer os recursos
disponíveis, desenvolver estratégias de manejo e gestão, além de garantir a
soberania nacional sobre estas áreas, o governo brasileiro vem lançando
sucessivos editais para fomentar as Ciências do Mar.
Neste sentido, esta tese, intitulada “Caracterização Geomorfológica e
Sedimentar de uma plataforma tropical: Área de Pirangi (Nordeste do Brasil)”,
desenvolvida no âmbito do Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e
Geofísica da UFRN, objetiva contribuir com algumas iniciativas nacionais e
internacionais, adicionando informações e análises inéditas para este trecho da
plataforma brasileira.
A tese encontra-se inserida nos objetivos gerais da Rede Recifes (UFRN,
UFBA e UFPE, CAPES Ciencias do Mar I), cujo interesse é a caracterização de
corpos recifais – possíveis indicadores de variações de nível do mar – distribuídos
na plataforma continental jurídica brasileira; e do Instituto Nacional de Ciência e
Tecnologia INCT AmbTROPIC - Ambientes marinhos tropicais, contribuindo na
avaliação da heterogeneidade dos substratos plataformais e compreensão
integrada de sua geodiversidade, biodiversidade e história evolutiva na região
nordeste do Brasil; que envolve mais de 20 instituições de ensino e pesquisa.
Este estudo segue também às diretrizes do grupo de estudos em geologia e
biologia marinha para mapeamento de habitat (GeoHab), que envolve uma série
de instituições ao redor do globo, em um fórum multidisciplinar, para o intercâmbio
de conhecimentos e ideias que apoiam o mapeamento de habitat e a gestão
sustentável dos Oceanos.
2
Os resultados obtidos e a análise realizada nesta tese podem ser
utilizados como base para manejo de recursos e gestão de atividades em áreas
de plataforma, além de propostas para conservação marinha, auxiliando inclusive
no delineamento de unidades de conservação. Além disso, espera-se colaborar
para o desenvolvimento sustentável de atividades de extração mineral, alocação
de estruturas e demais usos para a indústria, dragagens e suporte a obras
costeiras, alimentação artificial de praias, navegação, além de proporcionar
informações para atividades relacionadas ao turismo sub-aquático e de
observação.
O relatório sobre áreas prioritárias para conservação do Ministério do
Meio Ambiente - MMA (2010) aponta para a necessidade de conservação dos
ambientes recifais da plataforma Nordeste, inserindo a região dos recifes de
Pirangi, como área prioritária para conservação no Brasil. O Projeto Ponta de
Pirangi, desenvolvido pela Organização Não-Governamental Oceânica, através
do Programa Petrobras Ambiental, também distingue esta área como de grande
relevância para a conservação, incluindo em sua análise a proposta de uma
unidade de conservação marinha para Pirangi, contudo aponta carência de
informações para composição desta proposta. Corroborando esta necessidade de
informações, Harris & Baker (2012) incluem o Atlântico Sul, especialmente as
áreas tropicais, como regiões desprovidas de informações que integrem dados
abióticos e bióticos para o reconhecimento de possíveis habitat.
O reconhecimento de padrões ambientais e dos respectivos habitat, são
de grande relevância para o manejo e estratégias de conservação. Diversos
autores (e.g. Roberts et al., 2002; Gray, 2004; Garcia, 2006; Wahl, 2009; Harris &
Baker, 2012) reiteram a relevância de áreas consolidadas ou substratos rígidos
(recifes), em plataformas continentais tropicais, como áreas de grande
importância para o equilíbrio ambiental.
Recentemente, uma série de estudos vem sendo realizados na porção
norte ou setentrional da plataforma continental potiguar como, por exemplo, a
caracterização da plataforma, através de imagens de satélite (e.g. Vianna et al.,
1991; Testa & Bosence, 1998; Tabosa et al., 2007; Gomes & Vital, 2010);
3
caracterização dos sedimentos superficiais (e.g. Testa & Bosence, 1998; Vital et
al. 2002a; Vital et al., 2005); investigação de beachrocks ou recifes submersos e
sua relação com antigos níveis do mar (e.g. Caldas et al. 2006; Santos et. al.,
2007; Cabral Neto et al. 2010 e 2013); morfologia da plataforma (e.g. Gomes &
Vital 2010; Gomes et al. 2015); processos da plataforma (e.g. Testa & Bosence,
1999; Lima & Vital, 2006; Tabosa, 2006) e estratigrafia com sísmica de alta
resolução (e.g. Schwarzer et al., 2006; Vital et al., 2008).
Enquanto a plataforma setentrional potiguar, conforme mencionado,
abarca uma grande gama de esforços de pesquisa, motivados principalmente
pelas atividades da indústria do petróleo e gás natural na bacia potiguar, a
plataforma leste foi pouco estudada e suas características ainda são
reconhecidas apenas em caráter regional. Portanto, há pouca informação
disponível na literatura sobre este importante trecho da plataforma leste do Rio
Grande do Norte, precisamente no que diz respeito à sua geomorfologia, suas
principais feições e distribuição, sua sedimentologia (em escala de detalhe) e a
integração destas informações abióticas com informações bióticas.
1.2. Objetivo Geral
Investigar os padrões da geomorfologia, heterogeneidade do substrato e
a relação entre as principais características abióticas e bióticas da plataforma
continental Leste do Rio Grande do Norte, especificamente na área de Pirangi,
integrando-as ao mapeamento de habitat de fundos consolidados.
1.3. Objetivos Específicos
Identificar as principais feições do fundo marinho e sua distribuição
espacial na plataforma, através de métodos hidroacústicos e avaliação
morfométrica e textural;
4
Compreender o padrão de distribuição dos sedimentos superficiais na
plataforma, através de análises do tipo, composição, faciologia e matéria orgânica
nos sedimentos;
Analisar as informações abióticas, integrando-as a informações bióticas
prévias para, com base nas características físicas e biológicas, individualizar
habitat de fundos consolidados, formatando o mapa de habitat para este trecho da
plataforma.
1.4. Hipóteses científicas
Atendendo aos objetivos da tese, são observadas as seguintes hipóteses
científicas:
A geomorfologia da plataforma leste do Rio Grande do Norte possui
características que a assemelham às plataformas da Paraíba e Pernambuco,
distintas das porções nordeste e setentrional da plataforma potiguar.
A distribuição da cobertura sedimentar superficial, neste trecho da
plataforma, demonstra predomínio de cobertura recente carbonática sobre
depósitos continentais relíquias, podendo este trecho ser considerado uma
plataforma faminta (em decorrência de déficit de sedimentação terrígena atual).
As áreas recifais distribuídas ao longo da plataforma continental leste
potiguar podem ser relacionadas a lineamentos areníticos encontrados a sul e
norte desta área, conformando assim alinhamentos contíguos, que se referem a
antigas linhas de costa.
A distribuição de habitat de fundos consolidados nesta porção da
plataforma está relacionada a características abióticas como profundidade,
distância da costa e heterogeneidade do substrato.
5
1.5. Delimitação do estudo
A área de estudo está localizada na região oriental (Leste) do Estado do Rio
Grande do Norte, com limites no continente entre os municípios de Natal e Nísia
Floresta e externo, em área próxima a quebra da plataforma continental (Figura
1.1). A área está delimitada pelos seguintes vértices: 1 - 5,88ºS e 35,15ºW; 2 -
5,88ºS e 34,99ºW; 3 - 6,01ºS e 34,97ºW; 4 - 6,01ºS e 35,10ºW, em coordenadas
geográficas e datum de referência WGS84.
Figura 1.1. Mapa de localização da área de estudo contendo os vértices que a delimitam.
6
1.6. Organização da Tese
A tese está dividida em seis capítulos, além dos dois anexos contendo os
artigos gerados. O capítulo 1 apresenta o tema, a motivação, relevância,
justificativa, além dos objetivos, hipóteses científicas e a delimitação do estudo.
O capítulo 2 apresenta a contextualização do trabalho quanto às
características gerais da geologia, geomorfologia, heterogeneidade da plataforma
leste potiguar, considerações sobre o clima e a dinâmica da plataforma. Além
disso, uma revisão sobre a integração de informações abióticas e bióticas em
estudos de geo-habitat e os dados bióticos disponíveis na literatura para a região.
No capítulo 3 está descrita a metodologia utilizada, abordando em detalhe
as etapas de planejamento, aquisição de dados, processamento, análise e
integração.
A partir do capítulo 4 são expostos os resultados obtidos para
geomorfologia da plataforma continental adjacente à Pirangi (capítulo 4); a
heterogeneidade do substrato plataformal adjacente à Pirangi (capítulo 5); e a
integração das informações abióticas (geomorfologia e substratos) aos padrões
de biodiversidade em fundos consolidados (capítulo 6). Nestes capítulos é
realizada a discussão dos resultados, comparando a plataforma leste potiguar a
outras plataformas tropicais de margem passiva do Brasil e do Mundo.
O capítulo 7 apresenta as conclusões, ressaltando a contribuição e
ineditismo da tese na abordagem deste tema e o capítulo 8, as recomendações
para trabalhos futuros.
O material anexo conta com os dois artigos gerados a partir da tese. O
primeiro abordando o detalhamento das características abióticas, intitulado
“Morfologia e Heterogeneidade da Plataforma Tropical Brasileira – Estudo de
caso: Área Pirangi, Setor Leste do Rio Grande do Norte”, submetido para a
Revista Brasileira de Geofísica. O segundo aborda a integração de informações
abióticas e bióticas intitulado “Geodiversidade e os recursos naturais da
plataforma continental brasileira, setor leste do Rio Grande do Norte, com ênfase
nos substratos consolidados”, submetido para a Revista da Gestão Costeira
Integrada.
7
Capítulo 2 – Contextualização _________________________________________________________________
2.1. Contextualização geológica e geomorfológica da Plataforma
Continental Leste do Rio Grande do Norte
Um dos primeiros usos para o termo Plataforma Continental surgiu
durante a famosa expedição Challenger, ocorrida entre os anos 1873 e 1876, na
qual Murray & Renard (1891) relataram que na profundidade de 100 braças
(correspondente a 200 metros), havia uma separação entre os depósitos de
águas rasas e os de águas profundas, delimitando assim o limite externo das
áreas continentais. O termo foi propriamente estabelecido somente na década de
1950, quando Wiseman & Ovey (1952) definiram as plataformas continentais
como a porção submersa dos continentes, a qual se estende desde a linha de
marés baixas, até o local onde ocorre um grande aumento de declividade, onde
iniciam as áreas profundas dos oceanos.
A morfologia das plataformas continentais é o resultado de uma complexa
relação entre processos de curto e longo termo, tais como: condições
hidrodinâmicas, transporte sedimentar, variações no nível relativo do mar, fluxos
de entrada e saída de sedimentos, atividades biológicas e características
geológicas (Pratson et al. 2007; Shattner et al. 2010).
As plataformas apresentam uma série de feições submersas, de diversas
origens, formadas no período atual, remanescentes de períodos de regressão
marinha (períodos no qual estiveram expostas, sem cobertura das águas) ou
transgressão marinha (subida relativa de nível do mar) (Posamentier et al. 1988;
Ashley, 1991; Karner & Driscoll, 1999). As feições da plataforma apresentam-se
em alguns casos recobertas por sedimentação recente, em outros parcialmente
ou expostas, sem cobertura sedimentar.
Estes locais também abrigam uma vasta quantidade de recursos naturais
de importância inclusive econômica, os quais podem se encontrar em risco devido
8
às rápidas mudanças naturais e ao impacto negativo de atividades humanas. O
estudo das características da plataforma é, portanto, essencial para aprimorar
nossa capacidade de compreender os diversos processos naturais envolvidos e
prever cenários futuros com a maior exatidão possível, tanto no sentido do uso
como da conservação (Harris & Whiteway, 2009; Barrie et. al., 2013; Chiocci &
Chivas, 2014).
Especificamente, a plataforma leste do Rio Grande do Norte está inserida
na província morfológica nordeste da Margem Equatorial Brasileira, sendo sua
largura e profundidade basicamente relacionadas ao comportamento tectônico e
às condições deposicionais desta margem passiva (Martins & Coutinho, 1981).
É localizada em uma área de tectônica relativamente estável,
geologicamente inserida na bacia Pernambuco-Paraiba, entre as sub-bacias de
Natal e Canguaretama (Matos, 1999). A origem desta bacia – e de outras da
margem leste brasileira – é relacionada à abertura do Oceano Atlântico Sul e
considerada um dos últimos resquícios da ligação entre os continentes Americano
e Africano (Karner & Driscoll, 1999; Matos, 1999).
Como consequência da estabilidade e baixa taxa de deposição, a
transição para o talude continental na região da área de estudo, ocorre de
maneira abrupta, com acentuada declividade. Também por ser uma plataforma
relativamente estreita, a circulação oceânica eventualmente pode atingir a costa
(Martins & Coutinho, 1981).
2.2. Aspectos da heterogeneidade da Plataforma Continental Leste do
Rio Grande do Norte
Pesquisas a respeito da heterogeneidade da plataforma brasileira tiveram
início no século passado, com trabalhos de caracterização, utilizando
prioritariamente amostragens sedimentares (Branner, 1904; Kempf et al., 1967;
Mabesoone, 1971; Coutinho & Kempf, 1972; Milliman, 1975; Milliman &
Summerhayes, 1975; França et al., 1976).
9
As características da geologia costeira e plataformal potiguar foram
primeiramente descritas por Darwin (1841) e Branner (1904), os quais reportaram
a ocorrência das linhas de arenitos sobre ou próximas às praias, como superfícies
rochosas basicamente horizontais, de matriz arenosa, análogas a depósitos
praiais. A paisagem costeira, limítrofe à plataforma potiguar, é composta pelas
dunas arenosas, recobrindo vastas áreas litorâneas e as escarpas em alto ângulo
das falésias, posteriormente descritas como material do período Mioceno,
reconhecido como Formação Barreiras (Bigarella & Andrade, 1964; Ab'Saber,
1969; Suguio et al., 1986).
A pesquisa geológica avançou nas décadas de 1960 e 1970 (Kempf, et
al., 1967; Mabesoone & Coutinho, 1970; Coutinho & Kempf, 1972), demonstrado
que os lineamentos de arenitos de praia (beachrocks) se estendiam desde a
costa, ao longo da plataforma, até as proximidades com a quebra da plataforma.
Neste mesmo período foi reconhecida a origem biogênica – carbonática,
dominante nos sedimentos superficiais da plataforma (Coutinho & Kempf, 1972).
Os lineamentos supracitados são distribuídos pela plataforma da região
nordeste do Brasil, em posições correlatas, representando antigas linhas de costa
formadas durante períodos de diferentes níveis médios do mar (Mabesoone,
1964; Kempf et al., 1967; Mabesoone & Coutinho, 1970; Coutinho & Kempf, 1972;
Dominguez et al., 1990; Vianna et. al., 1991, Testa, 1997; Testa & Bosense 1999;
Barreto et al., 2001; Amaral, 2002; Caldas, 2002; Vital et. al., 2002; Ferreira
Junior, 2005; Caldas et al., 2006; Stattegger et al., 2006; Vital et al. 2007, 2008 e
2010 Gomes & Vital, 2010; Cabral Neto et. al., 2010 e 2013).
A plataforma aberta, estreita e rasa do setor nordeste brasileiro, que
envolve o Rio Grande do Norte, recebe relativamente pouca quantidade de
sedimentos continentais, devido à dinâmica climática atual (árido
comparativamente a períodos anteriores), sendo basicamente recoberta por
sedimentos carbonáticos recentes e sedimentos terrígenos relíquias, os quais são
restritos à faixa interna ou compõem depósitos relíquias distribuídos na plataforma
(Milliman, 1975; Milliman & Summerhayes, 1975; Martins & Coutinho, 1981; Vital
et al., 2010, Vital, 2014). Em termos gerais, os sedimentos da plataforma variam
10
sua composição em lamas e areias terrígenas (ao longo da costa), para cascalhos
bioclásticos em direção às áreas média e externa da plataforma (Kempf et al.,
1967; Mabesoone & Coutinho, 1970; Coutinho & Kempf, 1972; Milliman &
Summerhayes, 1975; França, 1979; Martins & Coutinho, 1981).
Em décadas recentes, pesquisas comprovaram a característica
carbonática dos sedimentos superficiais nas áreas intermediárias e externas da
plataforma, assim como apresentaram as variações de nível do mar ao longo do
período Quaternário, baseadas nos lineamentos de arenitos de praia. Ademais,
estes trabalhos verificaram, através de datação e análise microscópica,
características e idades da matriz dos arenitos de praia, viabilizando desta forma
o estabelecimento das posições de antigas linhas de costa (Barreto et al., 2001;
Vital et al., 2005, 2008 e 2010; Stattegger et al., 2006; Gomes & Vital, 2010;
Cabral Neto et al., 2013).
Amostragens sedimentares, sensoriamento remoto e levantamentos
geofísicos realizados na década de 1990 apontam evidências de que o fluxo e o
transporte sedimentar, de maneira geral, ocorrem de sul para norte ao longo da
plataforma e que a plataforma interna é recoberta por sedimentos de origem mista
(terrígenos e biogênicos), enquanto que, em profundidades mais acentuadas, os
sedimentos carbonáticos dominam (França et al., 1976; Vianna et al., 1991,
Testa, 1997; Testa & Bosence, 1998 e 1999; Vital et al., 2010).
Seguindo a classificação de Johnson & Baldwin's (1996) para
plataformas, em termos de regimes de energia hidrodinâmica, a área da
plataforma leste potiguar é classificada como plataforma mista, dominada por
correntes oceânicas. A depender do período do ano e das observações em
diferentes escalas e tempo, as ondulações oceânicas, ventos e correntes de
marés, também influenciam, ainda que em menor escala, a sua hidrodinâmica
Nichols (2009). A presença de sedimentos de granulometria grossa, bem
selecionados e formas onduladas de fundo, demonstram a forte atuação das
correntes e a característica de alta energia hidrodinâmica ao longo da plataforma
(Testa & Bosence, 1999; Vital et al., 2010, Vital, 2014).
11
Dunas submersas, de tamanho variável e formadas por sedimentos
terrígenos, foram mapeadas a cerca de 80 quilômetros a norte da área de estudo
por Testa & Bosence (1999). Atualmente submerso, este material sugere que, em
um momento de nível de mar baixo, a plataforma esteve exposta, o que viabilizou
a formação de depósitos eólicos devido à grande disponibilidade de sedimentos
continentais para retrabalhamento pelos ventos (Testa, 1997).
Os fundos carbonáticos são associados à presença de organismos que
secretam o carbonato. As águas quentes, oligotróficas e com extensa zona fótica
da região, contribuem para a presença destes tipos de organismos, os quais
fornecem conchas, esqueletos, talus, foraminíferos, dentre outros, para a
formação da natureza sedimentar (Ginsburg & James, 1974; Milliman, 1977;
Wilson et al., 2012). Assim como outras plataformas tropicais, com pouca
influência de rios e/ou águas continentais, depósitos de algas calcáreas (bancos
de rodolitos) representam grande parte da cobertura sedimentar superficial
(Milliman, 1977; Testa 1997; Testa & Bosence, 1999; Vecsei, 2000; Amado-Filho
et al., 2012).
As áreas recifais localizadas em plataformas tropicais e subtropicais
podem também prover uma quantidade significativa de sedimentos superficiais
para áreas próximas, uma vez que se constituem em importantes locais para a
agregação de organismos que assimilam e secretam carbonato (Testa & Bosence
1998; McKergow et al., 2005; Hewins & Perry, 2006; Browne et al., 2013).
A particularidade atual de déficit ou insuficiente entrada de sedimentos na
plataforma pode ser observada a partir da característica erosional da costa,
evidenciada pelas falésias vivas ou ativas e escarpas erosivas nos campos de
dunas frontais, bem como pelo fato das praias apresentarem-se com pequenas ou
inexistentes áreas secas ou emersas (Vital, 2005; Vital et al., 2006; Pierri, 2008).
Nesta região, junto ao litoral, é frequente a presença de lineamentos recifais,
formados por arenitos de praia ou beachrocks com intercalações ou intrusões de
arenitos ferruginosos (material proveniente da Formação Barreiras). Estas
estruturas rígidas – proteções naturais à ação das ondas – dissipam a energia
12
das ondas reduzindo assim a retração da costa em alguns locais (Ferreira Junior,
2005; Pierri, 2008).
Além dos arenitos de praia, os arenitos ferruginosos provenientes da
erosão das falésias oferecem uma estrutura rígida que protege a costa das ondas
incidentes, possibilitando a conformação de baías e enseadas ao longo do litoral
(Bigarella, 1975; Diniz, 1998; Amaral, 1999; Ferreira Junior, 2005; Pierri, 2008).
2.3. Considerações sobre o clima e a dinâmica plataformal
Na região leste do Rio Grande do Norte, incluindo a região litorânea e a
plataforma, o sistema atmosférico é marcado pela presença da Zona de
Convergência Intertropical (ITCZ).
A ITCZ surge a partir da convergência dos ventos alísios de nordeste e
sudeste, contribuindo para que as correntes oceânicas resultantes, nesta região,
tomem o sentido da variante norte da Corrente Sul Equatorial (SEC), ou seja, as
águas fluem prioritariamente para norte (Nobre & Shukla, 1996; Castro & Miranda,
1998; Knoppers et al., 1999).
Servain et al., (1990) caracteriza as águas oligotróficas aquecidas,
provenientes da SEC. Estas águas, que compõem o ambiente marinho na região,
atingem altas temperaturas na superfície, variando de 26,5ºC no inverno para
28,5ºC no verão. Devido à alta insolação e ao clima relativamente seco, a
salinidade é elevada oscilando entre 36 e 37, com pequenas variações durante o
período chuvoso (Março a Julho).
A posição da ITCZ varia sazonalmente, localizando-se mais a norte entre
os meses de Agosto e Setembro e próxima da linha do equador entre Março e
Abril, exercendo também o controle das chuvas durante a estação úmida nesta
área (Nobre & Shukla,1996).
13
Períodos de incremento nas correntes e na velocidade do vento são
observados em três condições específicas: (1) durante o movimento para norte da
ITCZ entre Julho e Setembro-Outubro, quando os ventos atingem a costa com
grande intensidade; (2) durante marés de sizígia, coincidentes com o período
supracitado quando, segundo o conhecimento local dos pescadores, ocorrem
eventos de picos de ventanias, com consequente aumento na velocidade das
correntes e da turbidez, desde a superfície até o fundo. Estes eventos ocorrem
com duração aproximada de três dias e atingem desde a costa até 15 a 20
quilômetros costa afora; (3) durante tempestades periódicas, geralmente
relacionadas aos períodos de verão (Janeiro a Março), quando a ITCZ está
variando para sul (Nimer, 1979; Nobre & Shukla, 1996; Mcgregor & Nieuwolt,
1998; Castro & Miranda, 1998).
Pianca et al., (2010), baseada em uma série de dados do satélite NOAA
WaveWatch III, identificou que as ondas desta porção da plataforma propagam-se
predominantemente nas direções dos quadrantes SE e S, durante o outono,
inverno e primavera e, com uma variação de alguns dias apenas durante os
verões, para os quadrantes N, NE e E. O período das ondas varia basicamente
entre seis e oito segundos (com máximos de 14 segundos), e sua altura média
varia entre um e três metros, com as maiores ondas modeladas atingindo 3,4
metros ao largo da costa, propagadas no inverno e provenientes de SE.
Os ventos predominantes de SE e E que atingem a área,
consequentemente geram ondulações e correntes superficiais na direção NE e W
e, de acordo com Bittencourt et al., (2005), são responsáveis pelo maior potencial
de deriva de sedimentos em toda a costa nordeste do Brasil.
2.4. Integração de informações abióticas e bióticas em estudos
de Geo-Habitat
A investigação das plataformas continentais, enquanto esforço global para
o reconhecimento dos recursos naturais, encontra avanços importantes nas
pesquisas relacionadas às espécies marinhas e sua distribuição, como o Ocean
14
Biogeographic Information System – (OBIS, 2013) e o Census Of Marine Life –
(Ausubel et al., 2010). Entretanto, o conhecimento sobre os ambientes marinhos,
em especial no Atlântico Sul Oriental, ainda apresenta locais pouco pesquisados
ou em fase de reconhecimento (Harris & Baker, 2012).
Nosso conhecimento da extensão, amplitude geográfica e funcionamento
ecológico dos habitat bentônicos, continuam ainda hoje muito pobres, devido a
limitações impostas pelos métodos convencionais de aquisição de informações no
fundo do mar. Estima-se que apenas 5 a 10% dos fundos marinhos são
mapeados a uma resolução similar aos estudos em terra (Wright & Heyman,
2008; Harris & Baker, 2012). Consequentemente, o manejo efetivo de recursos e
a proteção de importantes ecossistemas, ainda encontram-se extremamente
defasados por não haver informações satisfatórias e precisas para a formatação
de leis reguladoras (Harris & Whiteway, 2009; Brown et al., 2011).
Áreas rasas, com a presença de recifes, depósitos rochosos emersos ou
localizados nas porções intermarés, fundos carbonáticos ou arenosos, são habitat
relativamente fáceis de serem mapeados ou detectados através de ferramentas
de sensoriamento remoto, devido à ausência ou pequena lâmina d’água os
recobrindo. Todavia, existem inúmeras áreas recifais ou depósitos submersos
ainda desconhecidos, localizados em profundidades um pouco maiores ou locais
de elevada turbidez, invisíveis aos sensores remotos.
Um importante meio de análise morfométrica e caracterização do fundo
marinho é a avaliação da geomorfologia, através da batimetria, que permite dividir
áreas da plataforma em regiões que refletem características biológicas distintas,
uma vez que espécies bentônicas demonstram preferências por determinadas
condições de topografia e profundidade (Wilson et al., 2007; Brown et al., 2011).
O mapeamento das feições de fundo e dos habitat é uma importante
ferramenta para identificar pontos de elevada biodiversidade ou possíveis
distribuições espaciais de organismos, notadamente se utilizadas correlações
com diferentes padrões físicos e oceanográficos (Greene et al., 2007).
15
Padrões de comunidades bentônicas e habitat costa afora são difíceis de
prever, devido à ausência de grandes variações abióticas, causadas, por
exemplo, por oscilações de maré. Todavia, as mudanças nestas áreas, são
graduais, sem descontinuidade na composição de fauna entre comunidades
vizinhas (Glemarec, 1973; Van Hoey et al., 2004).
Atualmente áreas mais profundas estão sendo mapeadas em detalhe,
através do uso de técnicas de geofísica. Contudo, estas áreas são conhecidas
apenas pontualmente e documentadas em poucos estudos ao redor do globo.
Para integrar informações biológicas e geológicas de um dado local, é necessário
estudar e mapear possíveis habitat, compreendendo fatores ambientais e
características que controlam sua biodiversidade (Kenny et al., 2003; Anderson et
al., 2008).
É comum relacionar tipos de sedimento e padrões de energia
hidrodinâmica aos atributos físicos das áreas bentônicas inconsolidadas e a
padrões ou comunidades biológicas. Locais de alta energia e maior granulometria
são relacionados à fauna bentônica de organismos filtradores e locais de baixa
energia com menor granulometria à fauna bentônica de comedores de depósitos
(Stride, 1982).
A área de estudo é carente de informações sobre a biodiversidade
associada aos ambientes sedimentares, contudo substratos inconsolidados
planos ou apresentando bancos de areia e formas de fundo onduladas (marcas
de onda, dunas), são feições muito comuns nesta área. Estes substratos são o
habitat mais comum dos oceanos, apresentando elevada biodiversidade,
principalmente associada à micro e meso-fauna bentônica, entretanto sua riqueza
e importância é ainda subestimada e pouco conhecida (Snelgrove, 1999).
O termo habitat pode ser definido como o local onde um organismo é
encontrado prioritariamente. O conceito de habitat incorpora tanto aspectos
ambientais bióticos e abióticos, comportamentos espécie-específicos e é também
dependente da escala espacial (Begon et al., 2005). Mesh (2008) define
mapeamento de habitat marinhos como a criação de mapas do fundo do mar,
mostrando o cenário da distribuição e extensão dos diversos habitat e os limites
16
distintos que separam habitat adjacentes. Neste contexto, o termo habitat é
definido como condições físicas e ambientais que suportam uma comunidade
biológica particular.
Consequentemente, no contexto do mapeamento de habitat bentônico, o
termo não possui uma definição fixa, podendo ser utilizado para descrever uma
gama de diferentes atributos, desde o mesmo espaço geográfico até diferentes
escalas temporais e espaciais. Por exemplo, a borda de alguma feição de fundo
que compreende o habitat de determinada espécie, o fundo inconsolidado base
para determinada comunidade etc.
O conceito de biótopo se assemelha ao de habitat, o qual pode ser descrito
como a combinação de um habitat abiótico e sua comunidade de espécies
associada (Connor et al., 2004).
Em contraste aos habitat terrestres, habitat marinhos bentônicos tendem a
ser estruturados por suas características geomorfológicas bi ou tridimensionais
unidas aos parâmetros hidrográficos, o que os torna significativamente mais
desafiadores para se compreender e mapear. Como exceções, pode-se elencar
as estruturas biogênicas, tais como áreas de recifes de coral ou de esponjas ou
de habitat rasos, dominados por algum tipo de vegetação (i.e. fanerógamas
marinhas). Na maioria dos casos, características bióticas – baseadas em
características de nichos ou espécies foco – precisam ser inferidas através de
correlação espacial e/ou modeladas entre as espécies e condições abióticas
(Zajac, 2008).
Para ilustrar tal desafio, pode-se exemplificar que a caracterização do
crescimento de estruturas coralíneas (ou recifes de algas e/ou de esponjas em
superfícies submersas) conjuntamente à caracterização e mapeamento dos
ambientes abióticos, ainda não é descrita de maneira integrada aos habitat para o
Oceano Atlântico tropical (Harris & Baker, 2012). Este tipo de estudo integrado é
mais comum em regiões temperadas, tendo como locais de interesse específico o
Caribe, o Mar Vermelho e regiões do Oceano Pacífico (Brown et al., 2011; Gibbs
& Cochram, 2012; Collier & Humber, 2012; Nichol et al., 2012; Brooke et al.,
2012).
17
Considera-se que habitat marinhos bentônicos são áreas críticas para o
gerenciamento e sustentabilidade do uso dos recursos naturais marinhos vivos e
não vivos. De acordo com Harris & Baker (2012), são habitat comuns na
plataforma tropical: formas de leito de pequena a grande escala (marcas
onduladas a dunas subaquosas), recifes de corais, vales e canyons submarinos,
platôs, bancos de fanerógamas, de rodolitos, áreas escarpadas, cabeços recifais,
recifes de arenito (beachrocks) ou superfícies rochosas de origem diversa.
O processo de produção de mapas de habitat bentônicos permeia
disciplinas como oceanografia, ecologia, biologia, geologia, geofísica e
hidrografia. Envolve a combinação de dados de fontes e escalas diversificadas,
relacionadas à distribuição de características abióticas e bióticas, para a produção
de mapas com representações espaciais simplificadas do fundo marinho (Brown
et al., 2011; Heyman & Kobara, 2012; Nichol, et al., 2012).
O mapeamento de áreas rochosas distribuídas na plataforma e o
reconhecimento de suas características é também uma ferramenta para a
determinação do tipo de fauna associada ao fundo, permitindo detectar, por
exemplo, uma série de recursos pesqueiros que podem estar relacionados a este
ambiente (Yamanaka et al., 2012).
Existe um claro desejo em se desenvolver esquemas de classificação e
métodos baseados em segmentação automática de imagens, baseados no
conceito básico de biótopo (Greene et al., 1999; Anderson et al., 2008; Last et al.,
2010). Contudo revisões como as de Fraschetti et al., (2008) e Brown et al.,
(2011), sugerem que as propostas de esquemas de classificação ainda são vagas
e em escalas não compatíveis, referindo-se basicamente às feições geológicas do
fundo, ou muito detalhadas, referindo-se à biodiversidade no nível de espécies.
Esta técnica ainda não é amplamente aceita para efetiva implementação em
iniciativas de conservação marinha, uma vez que geralmente não considera as
naturais variações sazonais nas estruturas de assembleias e comunidades.
Ainda que a classificação automática ou automatizada não seja
totalmente aceita ou confiável, Greene et al., (2007) e Anderson et al., (2008),
recomendam que os mapas de habitat marinho bentônico devam ser criados
18
utilizando Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Ainda segundo os autores
supracitados, os mapas devem apresentar a descrição de cada habitat,
permitindo caracterizá-los de forma acurada e, se possível, normatizada, para o
estabelecimento de comparações entre estudos e cooperação entre
pesquisadores.
Convenciona-se, portanto, que para a produção dos mapas de habitat
bentônicos, são necessárias informações das características bióticas do fundo
marinho, utilizando, para tal, dados validados in-situ, os quais devem ser
relacionados de alguma forma às camadas de informações abióticas e
ambientais.
A seleção das técnicas de amostragem ou validação in-situ dependem de
um grande número de variáveis, como por exemplo, a proposta do levantamento,
disponibilidade de equipe, área de recobrimento para o levantamento, custo
operacional, entre outros. Estas variáveis, assim como a escala de obtenção de
dados, irão influenciar de maneira significativa a caracterização biótica (Brown et
al., 2011).
Os mapas de habitat marinho são úteis em um panorama atual de
declínio nos estoques pesqueiros oceânicos e degradação dos habitat associados
ao fundo marinho, provocados pelos mais diversos usos da plataforma e de áreas
mais profundas. Estes mapas, que levam em conta características bióticas e
abióticas, tem uma importância crítica na identificação de possíveis habitat,
essenciais para a manutenção de estoques e da saúde marinha, facilitando o
gerenciamento e a determinação de áreas efetivas para conservação (Kenny et
al., 2003; Anderson et al., 2008; Greene et al., 2007; Harris & Whiteway, 2009).
A distribuição de grupos foco para mapeamento de habitat ao longo das
plataformas continentais, integrando a análise de características ambientais,
abióticas com informações bióticas é a principal abordagem de grande parte dos
estudos sobre geo-habitat ao redor do globo (Kenny, et al., 2003; Gray, 2004;
Anderson et al., 2008; Harris & Whiteway, 2009; Last et al., 2010; Brown et al.,
2011; Harris & Baker, 2012). Tais estudos, em sua maioria, visam embasar a
definição de estratégias governamentais de manejo e conservação destas áreas.
19
Segundo Harris & Whiteway (2009), este tipo de mapeamento deve levar
em consideração determinados aspectos, tais como: ocorrência de espécies em
perigo ou risco de extinção e/ou espécies protegidas por lei, identificação de
determinados habitat propícios para estas espécies, mapeamento de feições
submersas distintas ou locais propícios para alta biodiversidade.
Nesse sentindo, a conservação da geodiversidade também deve ser
incluída no manejo de usos de recursos marinhos (Gray, 2004). Assim como
diversos parques e reservas são criados com base na geodiversidade terrestre
(por exemplo, Grand Canyon National Park nos Estados Unidos, Twelve Apostles
Marine National Park na Austrália, e os parques brasileiros da Serra da Capivara,
da Furna Feia e Geoparque Seridó) a geodiversidade marinha deve também ser
considerada na criação de Unidades de Conservação Marinhas, conforme
enfatizado por Schobbenhauss & Silva (2012).
Com relação aos estudos integrando características abióticas e bióticas
para a compreensão de geo-habitat, na última conferência do grupo GeoHab em
Salvador, Brasil, no início deste ano, foi possível verificar o aumento do esforço
científico para a compreensão de lacunas que envolvem esta temática, na
plataforma continental do nordeste do Brasil.
Os principais temas abordados foram: heterogeneidade e mapeamento de
habitat (Leão et al., 2015; Leite et al., 2015 Valle & Dominguez, 2015); relações
entre a biodiversidade e geodiversidade (Batista et al., 2015; Brandão et al., 2015;
Viana et al., 2015); processamento de dados hidroacústicos, com finalidade em
mapeamento de ambientes submersos para estudos de habitat (Porpilho et al.,
2015; Silva et al., 2015); mapeamento de variáveis no estabelecimento de
padrões para a presença de comunidades bióticas (Eichler et al., 2015; Fonseca
et al., 2015); relação entre feições submersas como os vales incisos e os recifes
(Belchior et al., 2015; Camargo et al., 2015); além de planejamento espacial
marinho como estratégia de manejo e conservação (Ferreira et al., 2015). Os
trabalhos, na sua maioria em fases iniciais, reforçam o interesse neste tema,
entretanto apenas um deles incluiu a área da plataforma que engloba Pirangi,
realizando uma análise na composição de foraminíferos (Eichler et al., 2015).
20
2.5. Informações bióticas pretéritas disponíveis para Pirangi
Para a proposta de um mapa de habitat, as informações abióticas
adquiridas neste trabalho foram integradas às de biodiversidade disponíveis para
Pirangi.
Na região, destacam-se os trabalhos realizados por grupos de pesquisa
da UFRN, tais como o Diagnóstico Ambiental de Pirangi, do ano de 2006 (Amaral
et al., 2006; Mendes et al., 2006), o qual analisou o ambiente costeiro e os recifes
rasos emersos e submersos de Pirangi. Outro importante trabalho, neste sentido,
foi realizado pela ONG Oceânica, através do Projeto Ponta de Pirangi,
patrocinado pela Petrobras (Programa Petrobras Ambiental). O Projeto Ponta de
Pirangi motivou uma série de pesquisas por grupos da UFRN, desenvolvidas com
intuito de compreender os padrões de biodiversidade bentônica e ictiológica em
áreas recifais (e.g. Torquato, 2010; Azevedo, 2011; Souza, 2015), com destaque
para os trabalhos desenvolvidos pelo LABECE (Laboratório de bentos e
cefalópodes) CB – UFRN com financiamento da Fundação Boticário (Barboza,
2014 e Grimaldi, 2014).
Estes trabalhos levantaram informações sobre fauna bentônica e
diversidade de peixes em alguns pontos próximos à costa (recifes rasos) e
afastados (recifes profundos), através da realização de mergulhos, obtenção de
fotografias e vídeos subaquáticos, além da avaliação de rugosidade, cobertura
bentônica, dentre outros aspectos relacionados à biodiversidade. Evidenciaram
também a cobertura de organismos bentônicos associados às áreas recifais rasas
e fundas, classificando esta cobertura de acordo com a presença de grupos de
algas, esponjas, corais e áreas recifais desprovidas de cobertura animal. São
produtos inéditos e base para discussão da cobertura bentônica associada aos
recifes da plataforma leste Potiguar.
Azevedo (2011) e Barboza (2014) caracterizaram a cobertura viva nos
recifes intermarés e rasos de Pirangi, dando ênfase à diversidade principalmente
da cobertura vegetal dos recifes e à diversidade de macrofauna bentônica
associada. Avaliaram fatores físicos e biológicos que influenciam na distribuição e
21
abundância dos organismos, além dos impactos provocados na cobertura viva
pela atividade turística intensiva.
Grimaldi (2014) caracterizou sete formações recifais localizadas entre 15
e 28 metros de profundidade. Este autor fez um estudo detalhado sobre ecologia
(principais componentes da comunidade bentônica), diversidade de espécies,
particularidades estruturais, biológicas e o tipo de utilização humana para cada
formação recifal. Especificamente, o trabalho levantou informações referentes ao
tipo de cobertura do substrato, megafauna de invertebrados bentônicos,
comunidades coralíneas, ictiofauna e parâmetros físico-químicos.
Torquato (2010) e Souza (2015) realizaram um levantamento detalhado
sobre a ictiofauna associada à subtratos rochosos, com ênfase nos recifes rasos
e fundos e também na relação entre a profundidade e posição dos recifes
(próximos e afastados) com relação à costa.
Esta região caracteriza-se como uma área utilizada principalmente para
atividades pesqueiras, sejam elas para captura de espécies demersais, como a
cavala, o serra e o galo-do-alto, bem como para espécies ligadas ao fundo, como
as ciobas, dentões, ariacós e serigados. O recurso bentônico mais explorado é a
lagosta, sendo comum a instalação de armadilhas de pesca (conhecidas como
marambaias) nas áreas de restinga marinha (Garcia, 2006; Grimaldi, 2014).
Mergulho recreativo e atividades de transporte marítimo também são comuns
nesta área.
Outro importante elemento a ser citado é que este setor da plataforma é
local importante para migração, alimentação e desova de tartarugas, envolvendo
as espécies que ocorrem no Oceano Atlântico, conforme evidenciam alguns
trabalhos promovidos pelo projeto Tartarugas Marinhas -TAMAR (Marcovaldi et
al., 2010; da Silva et al., 2011; Marcovaldi et al., 2012; Santos et al., 2013). As
praias e a plataforma são de extrema importância para a manutenção da
população das tartarugas-de-pente, visto que é a região responsável pela maior
parte das desovas desta espécie na costa Brasileira. As tartarugas-de-pente
também utilizam esta área em grande parte de seu ciclo de vida, incluindo os
períodos pré e posterior às desovas.
22
Estas tartarugas alimentam-se basicamente de esponjas, a principal
cobertura viva presente nos recifes fundos, conforme descrito anteriormente. Esta
é uma das espécies de tartarugas marinhas mais ameaçadas, principalmente
devido ao valor comercial de seu casco (Marcovaldi et al., 2012 e Santos et al.,
2013).
Mamíferos marinhos utilizam esta área para passagem, alimentação e
reprodução, como por exemplo golfinhos, peixes-boi e baleias jubarte. As baleias
utilizam a área como passagem, em profundidades superiores a 14 metros e a
uma distância de cerca de sete quilômetros da costa, entretanto geralmente
utilizam as áreas externas à plataforma, neste setor; já os golfinhos são
facilmente vistos próximos às baías ou enseadas nos períodos de alimentação e;
os peixes-boi, próximos a desembocaduras de rios e bancos de fanerógamas,
ainda não mapeados para esta área (Medeiros, 2006; Nascimento, 2006;
Marques & Creed, 2008; de Lima et al., 2011).
Nos recifes intermarés ocorre intensa atividade de turismo, com limites de
visitação estabelecidos através de Termo de Ajuste de Conduta. Esta atividade
gera impacto de pisoteamento de espécies relacionadas ao fundo e turbidez por
ressuspensão de sedimentos na área anterior aos recifes (Azevedo, 2011;
Barboza, 2014). Além destas atividades, vale salientar que o local é também de
uso militar, com lançamentos de foguetes e treinamentos ligados às atividades do
CLBI (Centro de Lançamentos da Barreira do Inferno).
A contextualização demonstra que há uma relação entre as
características ambientais, abióticas e bióticas. Portanto esta tese, de maneira
inédita para a região de Pirangi, objetiva o aprofundamento do conhecimento
abiótico e, a partir das informações disponíveis sobre a biota, a integração de
informações no plano espacial, com a proposta de um mapa de habitat seguindo
diretrizes do grupo GeoHab e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia –
Ambientes Marinhos Tropicais.
23
Capítulo 3 – Materiais e Métodos _________________________________________________________________
3.1. Organização da estratégia de amostragem
Dentre as técnicas de aquisição de dados e de mapeamento do leito
marinho empregadas em estudos prévios, destacam-se o largo emprego do
sensoriamento remoto, o qual utiliza métodos ativos e passivos, como imagens
aéreas, orbitais e aquisição através de laser (Lee et al., 1999; Mumby et al., 1999;
Noemberg et al., 2010); a aplicação da geofísica, que emprega batimetria com
sondas mono ou multifeixe, sonar de varredura lateral e perfiladores de
subsuperfície (Souza, 2006; Anderson, et al., 2008; Blondel, 2009); a utilização de
veículos operados remotamente e veículos autônomos subaquáticos (Pascoal et
al., 2000; Paull et al., 2014); assim como técnicas de avaliação em escala local ou
pontual, como amostradores de fundo (e.g. dragas e corers), câmeras
subaquáticas de foto ou vídeo e o mergulho científico (avaliações in-situ).
Estas técnicas podem ser divididas em quatro grupos distintos:
1 – Sensoriamento remoto
2 – Geofísica (métodos hidroacústicos, sonares)
3 – Fotografias e vídeos subaquáticos
4 – Amostragens diretas pontuais
Para a organização dos métodos de aquisição de dados para este
trabalho foi montado o esquema a seguir (Figura 3.1), onde:
C - Condições para realização da pesquisa: capacidade de se realizar
levantamentos, estabilização de base de dados, análise das condições e recursos
disponíveis.
24
P – Planejamento para aquisição: estabelecimento prévio da área de estudo,
seleção das melhores ferramentas e técnicas a serem utilizadas (geofísica,
amostragens).
S – Geração de produtos padrão: batimetria mono e multifeixe, dados de sonar de
varredura lateral, fotografias e/ou vídeos, amostragens, reconhecimento da
paisagem marinha.
I – Integração e Interpretação: utilização de ferramentas ou técnicas para
mapeamento, análise através de softwares de geoprocessamento, utilização de
modelos globais genéricos ou regionais (adaptados para o local).
D – Uso de dados pré-existentes, revisão de dados já coletados para a área:
fotografias e/ou vídeos, dados oceanográficos, amostras sedimentares, amostras
de biota ou trabalhos relacionados. Estes dados auxiliam também na formatação
de produtos (S).
A – Armazenamento de dados e disponibilização: publicação de artigos, mapas e
publicações acessíveis, mapas reutilizáveis (utilização de extensões usuais).
Figura 3.1. Esquema de aquisição de informações para análise de características abióticas e bióticas da plataforma (Modificado de Harris & Baker, 2012).
Para atingir os objetivos da tese, o estudo compreendeu a obtenção de
novos dados para avaliação de feições em detalhe utilizando métodos
25
hidroacústicos, mapas batimétrico local, de análise sedimentar e de habitat,
através de integração de informações abióticas e bióticas.
Nas últimas décadas os métodos hidroacústicos entraram em cena e tem
sido utilizados em diversas pesquisas, com aplicação em áreas relativamente
pequenas, mas possibilitando o detalhamento de informações sobre o fundo do
mar (Moscon & Bastos, 2010; Amado-Filho et al., 2012; Dominguez et. al., 2013;
Nagai et al., 2014; Vital, 2014; Bastos et. al., 2015). Os métodos hidroacústicos
(e.g. sonar de varredura lateral, mono- e multifeixe, perfiladores de sub-superfície)
são utilizados em todo o mundo para investigação dos ambientes marinhos em
detalhe, entretanto a plataforma continental brasileira, em grande parte de sua
extensão, ainda carece de informações deste tipo (Harris & Baker, 2012).
As técnicas empregadas nesta tese envolvem o reconhecimento da
geomorfologia, a partir da elaboração de carta batimétrica e do modelo digital de
terreno (MDT) com dados de sondas mono e multifeixe; o reconhecimento da
heterogeneidade do substrato, por meio da análise sedimentar e dos dados
sonográficos, utilizando mapa faciológico, mapas de teores de carbonato e
matéria orgânica, além de mapas gerados com auxílio de sonar de varredura
lateral. Informações geradas sobre os dados abióticos foram posteriormente
integradas aos dados bióticos (descritos previamente no capítulo 2 do presente
trabalho), conforme proposta de mapeamento de habitat para a região da
plataforma continental Potiguar.
Para a aquisição de dados foram utilizadas duas embarcações, sendo
uma delas embarcação de pesca (conhecida localmente como bote), com
tamanho de 50 pés e uma outra embarcação do tipo Troller de 57 pés (Figura
3.4A e D).
A figura 3.2 apresenta a localização e abrangência da coleta de
informações abióticas na área de estudo, apresentando as linhas de aquisição de
batimetria monofeixe, pontos de amostragem sedimentar, além das áreas de
aquisição de dados com os sonares multifeixe e de varredura lateral.
26
Figura 3.2. Mapa de localização das informações abióticas coletadas na área de estudo, mostrando as linhas de aquisição de sonar monofeixe, pontos de coletas sedimentares e áreas de aquisição de dados dos sonares multifeixe e de varredura lateral.
3.2. Amostras sedimentares (coleta e análise)
Distribuídas espacial e homogeneamente por toda a área de estudo em
uma malha amostral aproximadamente regular, foi coletado o total de 30 amostras
de sedimentos. Próximo à costa, com o propósito de coletar maior variedade na
composição sedimentar, os pontos amostrais distribuíram-se de maneira irregular.
Nos demais locais, a amostragem seguiu um espaçamento regular, com uma
distância de 2.5 quilômetros entre as amostras. A amostragem foi realizada
utilizando uma draga do tipo Van-Veen com capacidade de 5kg (Figura 3.3A).
Primeiramente, as amostras coletadas passaram por análise visual à
bordo quanto à origem (terrígenas, biogênicas) e, a posteriori, por granulometria
(lama, areia, cascalho), quando possível a diferenciação (Figura 3.3B). Em
seguida, as amostras foram levadas ao laboratório para processamento e análise
das seguintes características: tamanho de grão e conteúdos de carbonato de
27
cálcio (CaCO3) e matéria orgânica (MO). A análise sedimentológica foi realizada
no laboratório de sedimentologia do Museu Câmara Cascudo – UFRN.
Figura 3.3. (A) Draga do tipo Van Veen com capacidade de 5kg utilizada na coleta de amostras. (B) Classificação e análise visual das amostras coletadas.
A análise do tamanho de grão seguiu o método tradicional de
peneiramento (e.g. Sahu, 1965; Sengupta & Veenstra, 1968; Guy, 1969), no qual
os sedimentos finos (< 0,063 mm) foram separados e pesados e as frações
maiores passaram por peneiramento a seco.
O conteúdo de carbonato de cálcio foi estimado utilizando-se o método de
dissolução através de ácido, conforme descrito por Maccarthy (1933) e adaptado
especificamente para sedimentos da plataforma por Van Iperen & Heldes (1985).
Já o conteúdo de matéria orgânica nas amostras foi estimado através do método
de perda ao fogo em mufla, à temperatura de 550ºC, em conformidade ao
processo descrito por Heiri et al., (2001).
O mapa de textura sedimentar – ou mapa faciológico – foi criado a partir
da análise das amostras coletadas, utilizando a classificação textural de
sedimentos inicialmente proposta por Larsonneur (1977). A terminologia deste
mapa foi desenvolvida para a plataforma brasileira por Dias (1966) e para a
plataforma do Ceará e Rio Grande do Norte por Freire et al., (1997),
posteriormente adaptada por Vital et al., (2005), de acordo com as características
específicas da plataforma potiguar (Tabela 1).
A B
28
Os sedimentos coletados foram classificados de acordo com sua origem
com as seguintes nomenclaturas: terrígenos (siliciclásticos de concentração
inferior a 30% de conteúdo carbonático); biogênicos (bioclásticos de concentração
superior a 70% de conteúdo carbonático); mistos (silici-bioclásticos) e de acordo
com seu tamanho: lamas (inferior a 0,06mm), areia lamosa, areia (fina, média,
grossa), areia com grânulos e cascalho (superior a 2mm). A classificação para
esta plataforma apresenta as seguintes fácies: lama mista (silici-bioclástica), areia
siliciclástica, areia silici-bioclástica, areia bioclástica, areia bioclástica com
grânulos e cascalho bioclástico. Os mapas foram construídos com auxílio do
software Surfer 10, utilizando o método de interpolação de dados kriging.
Este método proporciona a determinação do padrão sedimentar ao longo
da área de estudo, favorecendo a identificação da heterogeneidade do substrato e
a compreensão do ambiente deposicional.
Tabela 1. Fácies mapeadas para a área de estudo de acordo com classificação proposta por Vital et al., (2005), adaptada de Freire et al., (1997).
Abreviatura Fácies %CaCO3
LL1x Lama Mista Silici-Bioclástica 30 - 50%
AS1b Areia Siliciclástica < 30%
AS2b Areia Silici-Bioclástica 30 - 50%
AB1b Areia Bioclástica > 70%
AB2a Areia Bioclástica com Grânulos > 70%
CB2 Cascalho Bioclástico > 70%
3.3. Aquisição e processamento dos dados hidroacústicos
Sistemas batimétricos com ecobatímetros monofeixe realizam um único
registro de profundidade a cada pulso acústico. Emitindo pulsos de forma
contínua, resulta em linhas ou seções batimétricas levantadas no percurso da
navegação. Os dados de monofeixe foram utilizados para a produção de mapas e
figuras que permitem uma visão geral da morfologia e feições da plataforma na
área de estudo. Os dados referentes à construção da carta batimétrica foram
obtidos a partir da eco-sonda Hydrotac (Odom Hydrographic Sistems) operada na
29
frequência de 200KHz, com resolução vertical do feixe de 1cm (erro aproximado
embutido).
A calibração e correção da velocidade do som na coluna d’ água (Figura
3.4B) foi proferida durante a aquisição dos dados, por meio de lançamento, a
cada três horas, de sonda com sensor de velocidade (Teledyne Odom
Hydrographic), com calibração efetiva em 25 metros de coluna d’água. O
recobrimento total da área de estudo foi possível através da aquisição de 14
linhas que seguiram orientação perpendicular à costa, com espaçamento de 1
quilômetro de distância entre as linhas. A extensão aproximada do levantamento
foi de 15 quilômetros a partir da costa, em direção leste e profundidade máxima
de 65 metros, cobrindo uma área total de 300km2.
Para aquisição dos dados sonográficos, utilizou-se sonar de varredura
lateral (Figura 3.4C) 4100 da EdgeTech (Processador 272-TD). Este tipo de
equipamento consiste em uma sonda – também chamada de peixe ou torpedo –
que opera com altas frequências (entre 100 a 500 KHz), incorporando circuitos
para transmissão e posterior recebimento de ondas em um sinal conhecido como
backscatter ou imagem do assoalho oceânico (Blondel, 2009).
No mapeamento dos tipos de fundo, as imagens de sonar de varredura
lateral são convencionalmente interpretadas, com a divisão de áreas ou zonas de
textura similar ou variações do registro, percebidas a olho nu, após
processamento prévio para melhoria de contraste, ganho e retirada de ruídos. A
interpretação é então relacionada a atributos geológicos, com validação a partir
de amostragens (Todd et al., 1999; Pickrill & Todd, 2003; Roberts et al., 2005;
Blondel, 2009), sendo uma técnica amplamente reconhecida em diversos estudos
como um método eficaz para caracterização de formas de fundo e de padrões
sedimentares em plataformas continentais (Stefanon, 1985; Blondel & Murton,
1997; Cochrane & Lafferty, 2002; Conway et al., 2007; Cook et al., 2008; Blondel,
2009).
Os dados foram coletados em duas áreas que totalizaram 33km2,
utilizando a frequência de 100KHz. Para o recobrimento destas áreas, foram
necessárias 15 linhas paralelas de aquisição, espaçadas em aproximadamente
30
100 metros de distância entre elas. A primeira área (1) é localizada a oito
quilômetros em direção leste desde Pirangi do Norte (sul) e 11 quilômetros na
mesma direção, desde a costa da Barreira do Inferno (norte), conformando uma
área retangular de 6,5 quilômetros de comprimento por 1,85 quilômetro de
largura, entre as profundidades de 14 e 24 metros. A segunda área (2) segue a
mesma orientação da primeira (aproximadamente N-S) e a mesma posição com
referência à costa, porém localizada a dois quilômetros offshore desde a primeira,
com profundidades variando entre 22 a 34 metros, de comprimento similar e
largura ligeiramente maior (2,8 quilômetros).
Para a composição dos mosaicos de imagens e análise dos dados brutos,
foi utilizado o software SonarWiz Map versão 5 (Chesapeake technology Inc.),
sendo possível a aplicação de processamento para melhoria no contraste e
correção angular.
O método de aquisição de dados batimétricos através do sistema
multifeixe apresenta uma série de vantagens com relação ao monofeixe, dentre
elas a característica de recobrimento total, possibilitando a criação de modelos
digitais de terreno com dados contínuos, sem a necessidade de interpolação
(Kenny et al., 2003; Anderson et al., 2008; Brown et al., 2011). No entanto, devido
ao custo elevado e à complexidade do equipamento e sua operacionalização,
esta é uma alternativa relativamente mais onerosa e sua aplicação geralmente
está associada a locais específicos para obtenção de dados precisos (Kenny et
al., 2003).
Levantamentos com método multifeixe possuem ampla aplicação,
atendendo a caracterizações sedimentares, geomorfológicas e geológicas
marinhas (e.g. Biju-Duval et al., 1982; Davis et al., 1996; Goff et. al.,1999;
Gardner et al., 2003; Dartnell & Gardner, 2004), à industria de exploração mineral
no mar (e.g. Augustin et. al., 1996; Rutledge & Leonard, 2001), além de gestão,
conservação e mapeamento de habitat marinhos (e.g. Mitchell & Clarke, 1994;
Kostylev et al., 2001; Kenny et al., 2003; Greene et al., 2007; Anderson et al.,
2008; Brown et al., 2011; Harris & Baker, 2012).
31
O levantamento com sistema multifeixe foi realizado, no presente estudo,
por meio de equipamento da marca Reson, modelo seabat 8124, o qual dispõe de
80 feixes distribuídos em um varredura angular máxima de 120° (ou 100° efetivos
para sobreposição) e frequência de 200 KHz. O espaçamento entre linhas para a
cobertura total, neste sistema, varia de acordo com a profundidade. Quanto maior
a profundidade, maior o espaçamento entre linhas, as quais devem seguir uma
orientação paralela às isóbatas.
Neste trabalho foram adquiridas linhas entre as isóbatas de 12 e 38
metros de profundidade. O levantamento foi concentrado em quatro pequenas
áreas, cobrindo uma área total de 17.5km2, onde já haviam sido identificados
recifes submersos ou pontos de pesca, cobrindo as áreas imageadas com sonar
de varredura lateral (1 e 2), além de outras duas áreas de relevante interesse
(Pedra do Lima e Pedra do Velho).
O software Hypack (Figura 3.4F) foi utilizado na aquisição e
processamento posterior à coleta dos dados. Silva et al., (2013) descreve os
procedimentos para aquisição, processamento e geração dos mapas em detalhe,
utilizados neste trabalho. Os mapas batimétricos foram construídos com auxílio
dos softwares Hypack no modo hysweep (para eliminação dos ruídos e
incertezas) e Oasis Montaj (Geosoft), para realização da interpolação bidirecional
nos dados brutos. Também foram utilizados os softwares Surfer 10 (Golden
Software), para geração dos modelos tridimensionais e, por fim, o software
ArcGIS (ESRI) foi empregado para integrar os dados espaciais (mapas
batimétricos, de sedimentologia, dados sonográficos). O datum de referência
WGS84 foi utilizado para a coleta de dados e geração dos mapas.
32
Figura 3.4. (A) Embarcação do tipo Troller utilizada na aquisição de dados; (B) Operação de lançamento de sensor de velocidade do som na coluna d’água para calibragem da aquisição; (C) Sonar de varredura lateral utilizado; (D) Estação de trabalho para aquisição de dados de sonar de varredura lateral; (E) Instalação do equipamento multifeixe na lateral da embarcação, com apoio de mergulhador; (F) Controle durante a aquisição de dados de multifeixe através de interfaces do software Hypack e tela de acompanhamento de distribuição dos feixes.
A B
C D
E F
33
3.4. Integração de dados abióticos e bióticos para o mapeamento de
habitat
O conhecimento dos habitat se inicia através do reconhecimento da
topografia marinha, ou batimetria da região, assim como das feições do leito
marinho, adquirindo amostras sedimentares relacionadas a estes ambientes e
realizando fotografias ou filmagens subaquáticas (Harris & Baker, 2012). O
mapeamento da geomorfologia ou diversidade geológica do fundo marinho
(geodiversidade) é o principal instrumento utilizado para a compreensão dos
diferentes habitat (Pickirll &Todd, 2003; Kostylev & Hanna, 2007).
Conforme apontam Kenny et al., (2003), Greene et al., (2007), Anderson
et al., (2008) e Harris & Baker (2012) a escala de mapeamento de habitat pode
variar de megahabitat (envolvendo províncias fisiográficas, como a plataforma NE
do Brasil); mesohabitat (composta por canyons, montes submarinos, grandes
feições de fundo); macrohabitat (tais como recifes, cabeços, marcas de ondas,
dunas submersas); até microhabitat (características internas a uma rocha, poça
de maré, ou um organismo como, por exemplo, esponjas). O detalhamento
abiótico nesta tese encontra-se no nível de macrohabitat.
O mapa de habitat, integrando os dados abióticos e bióticos, é definido
através da composição macrobêntica séssil de áreas consolidadas, baseada em
classificação por grupos únicos (eg. cobertura por algas, e/ou esponjas). Esta
definição foi selecionada por ser a maneira mais precisa de diferenciação entre as
superfícies consolidadas, de acordo com os estudos de biota para a região.
Mapas de habitat para espécies ou grupos únicos são essencialmente
representações espaciais onde condições ambientais atendem as necessidades
específicas. Em teoria, esta é a aproximação mais simples para a produção de
mapa de habitat bentônico porque a escala do mapa é definida pela
espécie/grupo foco. Em particular esta aproximação funciona bem para espécies
sésseis como corais, organismos fixos epifaunais (algas, esponjas), ou espécies
de movimento lento, onde existe uma relação próxima entre características
34
ambientais e do substrato na distribuição geográfica destes organismos (Brown et
al., 2011).
Brown et al., (2011), em revisão sobre os métodos utilizados para a
construção de mapas de habitat bentônicos, categoriza as diferentes estratégias
utilizadas conforme os seguintes grupos: mapeamento a partir de controle ou
características abióticas (1); integração de informações abióticas e bióticas com
posterior predição de habitat – classificação não-supervisionada (2); e predição de
habitat prévia à integração de informações – classificação supervisionada (3).
De modo que ainda não há um método amplamente aceito ou
reconhecido como ideal para este tipo de mapeamento (Kenny et al., 2003;
Anderson et al., 2008; Brown et al., 2011; Harris & Baker, 2012), estas três
estratégias podem ser consideradas válidas e testadas para diferentes áreas.
Este trabalho levou em consideração as propostas de classificação de
habitat em conformidade aos estudos de Greene et al., (2007) e Anderson et al.,
(2008), os quais incluem a utilização de sistema de informação geográfica para
integração dos dados abióticos e bióticos. Contudo, a interpretação das camadas
de informação não foi realizada de forma automatizada e sim considerando os
limites de cada feição mapeada, seguindo o esquema adaptado de Brown (et al.,
2011) (Figura 3.5). O mapa de habitat proposto leva em consideração tanto a
estratégia 2, quando da integração de camadas de informações abióticas, como a
estratégia 3, quando do uso de informações bióticas coletadas in-situ, auxiliando
na supervisão da classificação proposta.
Para avaliação estatística foi realizada a análise de agrupamento
utilizando método de Ward (1963) e distância euclidiana, no programa Statistica
7.1. Esta análise considerou os padrões de agrupamento entre os recifes com
base nas seguintes variáveis: distância da costa, porcentagem de cobertura de
algas (folhosas, filamentosas e calcárias), além da densidade de cobertura de
esponjas. Os dados foram padronizados (centrados e reduzidos) para serem
expressos na mesma escala de valores (Zar, 1999). Os recifes Pedra sem Nome,
João Ninguém e Antônio Novo foram excluídos da análise devido à ausência de
dados em algum dos parâmetros analisados.
35
O software ArcGIS foi utilizado para a análise das variáveis ambientais e
integração de dados. Esta ferramenta possibilita reunir em um mesmo plano
espacial, informações de fontes diversificadas, com distribuições pontuais,
distribuídas em áreas além da interpolação destas informações. Esta técnica,
integrando biodiversidade e geodiversidade, oferece como produto uma boa
aproximação para o estudo e mapeamento de habitat marinhos (Roff et al., 2003;
Kenny et al., 2003 Greene et al., 2007; Anderson et al., 2008; Harris & Whiteway,
2009; Rice et al., 2011; Brown et al., 2011).
Figura 3.5. Esquema geral para a produção de mapas de habitat bentônicos proposto por Brown et al., (2011) adaptado de MESH (2008).
36
Capítulo 4 – Geomorfologia da Plataforma Continental adjacente a Pirangi
_________________________________________________________________
Para a caracterização geomorfológica da plataforma continental adjacente
a Pirangi, foram utilizadas as informações geradas a partir dos dados
provenientes da batimetria local (sonar monofeixe) e da batimetria em detalhe
(sonar multifeixe).
4.1. Batimetria local – Sonar Monofeixe
Os dados de monofeixe possibilitaram a produção de mapas e figuras que
oferecem uma visão geral da morfologia e feições da plataforma na área de
estudo. O mapa de batimetria em planta (Figura 4.1) apresenta a distribuição das
isóbatas e localiza os perfis topográficos de (A a K), distribuídos ao longo da área
de sul para norte, exibindo as principais feições, em cortes perpendiculares à
costa. O modelo digital do terreno, apresentado na figura 4.2, oferece uma visão
tridimensional da morfologia de fundo, com a variação de profundidade
representada em escala de cores. Os mapas de declividade (Figura 4.3)
evidenciam a distribuição das áreas planas e inclinadas, através da escala de
cores com variação angular.
Na figura 4.1 observa-se a distribuição dos alinhamentos recifais em
planta. Os recifes praiais, acompanhando a linha de costa. Os recifes intermarés
e rasos, anexos aos praiais no extremo sul, a 1,3 quilômetro da praia de Pirangi
do norte (perfil D), 2 quilômetros desde a Ponta do Flamengo (perfil F) e variando
de 2,5 a 4 quilômetros da costa nos perfis de G a K. O alinhamento entre Pedra
do Felix e Badejo, passando por Barreirinhas a aproximadamente 8,5 quilômetros
da costa na porção sul e 12 quilômetros nas porções central e norte. E por fim o
alinhamento entre Pedra Fogo e do Lima/João Ninguém entre 14,5 e 16
quilômetros de distância da costa. Os três alinhamentos da plataforma seguem o
sentido SSE-NNW.
37
Desde a linha de costa até os recifes intermarés de Pirangi, na porção sul,
a área é relativamente rasa, sendo visível um canal com profundidade média de 2
a 4 metros, atingindo um máximo de 7 metros entre a costa e os recifes
intermarés (Figura 4.1, perfis C, D e E).
Em direção costa afora destes recifes a profundidade aumenta
rapidamente, variando desde a superfície até 14 metros em cerca de 300 metros
de distância (gradiente aproximado de 1:20), similar à locais de talude continental.
Esta característica é observada nos perfis C, D e E, partindo dos recifes
intermarés e nos demais perfis, desde o limite com a praia.
Este gradiente inclinado, apresenta em sua base um vale submerso ou
paleo-canal (Figura 4.1 tracejado em azul - observado nos perfis de B a H), com
sentido S-N. A borda oeste dista 1,6 quilômetro da costa no perfil B e 6
quilômetros no perfil H e a borda leste 3,7 quilômetros no perfil B e 8 quilômetros
no perfil H. A partir do perfil H o paleo-canal muda seu sentido para E-W não
sendo observado nos perfis subsequentes.
A profundidade média observada nos perfis de B à H para o paleo-canal é
de 4 metros variando entre 2 e 5 metros e a largura de aproximadamente 2
quilômetros no trecho S-N. Os perfis D e E evidenciam uma ramificação do canal
no sentido E-W, com variação de largura similar, até o limite E da área de estudo.
Nota-se que o paleo-canal possui uma única origem, com duas ramificações no
sentido E-W.
Após o relevo positivo promovido pela borda leste do paleo-canal (perfis B
a H), e nos perfis A, e de I a K, desde o limite com as praias, a topografia
apresenta-se praticamente estável (gradiente de variação de 1:1000), até cerca
de 10 a 12 quilômetros da costa. Neste ponto, foi observado em todos os perfis,
um controle topográfico, relacionado ao lineamento de recifes de Barreirinhas,
Pedra do Felix, Pedra dos Meros, Cabeço do Leandro e Badejo. Este controle
promove incremento na profundidade e no gradiente (1:500), desde
profundidades entre 14 e 20 metros, até profundidades entre 28 a 30 metros,
onde ocorre um novo aumento na declividade.
38
Algumas feições foram identificadas ao longo desta área
aproximadamente plana, como grandes marcas de ondas ou pequenas dunas
submersas (entre 1 e 2,5 metros de altura), observadas nos perfis A, B, C, E, F, G
e I, além de superfícies recifais, observadas nos perfis A, B, F, G, H, I, J e K. O
relevo dos recifes varia entre 0,5 e 2,5 metros dependendo da rugosidade e da
cobertura viva presentes nestes locais.
Em direção costa afora, a uma distância de 17 quilômetros, a
profundidade varia rapidamente de 30 a 50 metros, apresentando topografia com
rampas e degraus e gradiente médio de 1:200. Em alguns locais as rampas são
muito acentuadas apresentando gradientes de 1:50 à 1:15, similar a locais de
talude continental.
Nos perfis de B a E, a uma distância de 16 quilômetros da costa, é
observada uma variação local negativa e posteriormente positiva, com
aproximadamente 4 a 5 metros de mudança topográfica entre as bordas leste e
oeste e largura de cerca de 1 quilômetro. Esta feição localiza-se no limite costa
afora da ramificação sul do paleo-canal.
O mapa batimétrico em planta apresenta além das isóbatas (Bat), linhas
tracejadas com as principais feições morfológicas (alinhamentos recifais – Lr e
paleo-canal – Pc), a posição dos perfis perpendiculares à costa, os principais
pontos de pesca na região (Ppm), além das superfícies recifais mapeadas para a
área de estudo.
Os recifes mapeados são classificados como: recifes praiais, aqueles
localizados sobre a linha de costa ou praia atual (Rp); recifes intermarés, aqueles
diariamente expostos ou recobertos pela ação das marés (Ri); recifes submersos
rasos, aqueles localizados nas áreas inframaré até 4 metros de profundidade
(Rrv); recifes submersos rasos, com localização aproximada através de
comunicação pessoal com pescadores da região, porém ainda não validados
(Rrp) e; recifes submersos fundos, aqueles mapeados em profundidades maiores
que 12 metros (Rf).
39
Figura 4.1. Mapa de isóbatas gerado a partir dos dados do ecobatímetro monofeixe e respectivos perfis topográficos perpendiculares à costa, de A (Sul) à K (Norte), com eixos verticais em metros e horizontais em quilômetros. Observa-se no mapa em planta, tracejado em verde, os lineamentos recifais e em azul, o paleo-canal. As principais feições encontradas estão destacadas nos perfis topográficos.
Badejo
Controle Topográfico
Paleo canal
Paleo Canal ou Vale Submerso Cabeço do
Leandro
João Ninguém
Duna submersa
Recife submerso
Recife intermarés
Recife raso
Ramificação Norte do Paleo canal
Controle Topográfico
Barreirinhas
Pedra do Velho
Duna submersa
Recifes?
Mestre Vicente
Baixas
Degrau prévio a quebra da Plataforma
Duna submersa
Pedra do Felipe
Antonio Novo
Pedra Fogo
Recifes?
Recifes?
Paleo-canal externo
40
O aspecto tridimensional do modelo digital do terreno - MDT (Figura 4.2) favorece
a observação em ângulo da morfologia de fundo, feições principais e sua
distribuição na plataforma. Nesta figura observa-se a incisão e a forma do paleo-
canal submerso, que se inicia próximo ao extremo sudoeste, apresentando no
início orientação S-N e em seguida duas subdivisões no sentido E-W até a porção
externa da plataforma.
A plataforma é praticamente plana após a área costeira, apresentando um
embaiamento submerso a profundidades entre 10 e 12 metros, acompanhando a
enseada de Cotovelo-Pium. A partir deste ponto até profundidades em torno de
16 metros, a feição mais proeminente é o paleo-canal, quando iniciam rampas e
batentes, mais frequentes em direção costa afora, com o aumento da
profundidade no limite leste da área.
Duas superfícies recifais podem ser observadas claramente, localizadas
entre as duas vertentes E-W do paleo-canal: Barreirinhas, a uma profundidade de
14 a 15 metros e outro recife, mais profundo a cerca de 24 metros. Outra
superfície recifal que se destaca próxima à costa são os recifes intermarés e
rasos, próximo ao limite sudoeste e ao início da incisão do paleo-canal. Os
lineamentos recifais principais observados na plataforma, estão representados por
estas três superfícies mapeadas, sendo possível observá-los através da linha
tracejada em branco.
Apresentado na figura 4.3 em três visões tridimensionais com diferentes
ângulos, o mapa de declividade, mostra na coloração vermelha as maiores
variações em rampas (4 a 4,6º), associadas à proximidade com a costa e aos
degraus/batentes, na porção externa da plataforma. O limite costa afora dos
recifes intermarés e rasos apresenta inclinação topográfica de gradiente 1:20. Nas
áreas dos degraus externos, as rampas apresentam variações de 1:50 na porção
nordeste e 1:15 na porção sudeste. Também é possível observar as bordas dos
vales do paleo-canal e sua distribuição S-N e posteriormente E-W em suas duas
ramificações. As demais variações estão relacionadas aos controles topográficos
ligados aos alinhamentos recifais.
41
Figura 4.2. Modelo digital do terreno (MDT) regional, obtido a partir dos dados de batimetria monofeixe. Observa-se no MDT as principais feições e a
morfologia da área de estudo, além da distribuição dos principais lineamentos recifais, tracejados em branco.
Figura 4.3. Mapas de declividade evidenciando a distribuição de áreas planas e inclinadas, com destaque para os degraus ou batentes inclinados da
plataforma externa (gradientes 1:50 à 1:15), as duas vertentes principais E-W do paleo-canal e a elevada inclinação próxima à costa (gradiente 1:20).
Paleo-canal
Recifes intermarés
Barreirinhas
Recifes
Paleo-canal externo
Degraus (1:50) Recifes
Barreirinhas
Recifes intermarés Paleo-canal
Degraus (1:15)
Gradiente (1:20)
42
4.2. Batimetria em detalhe – sonar multifeixe
Os mapas gerados a partir da sonda multifeixe (figura 4.4) mostram
informações em detalhe para quatro áreas, que envolvem os recifes ou locais de
pesca: Barreirinhas e Mestre Vicente (A); Pedra do Velho (B); Pedra do Lima e
sem nome (C) e Antonio Novo e Pedras Fogo e Felipe (D).
As superfícies recifais, de maneira geral, se elevam pouco em relação ao
fundo e neste levantamento algumas superfícies foram mapeadas apenas em
parte, não sendo possível o reconhecimento da totalidade de seus limites. No
capítulo 5, através de dados de sonar de varredura é possível a delimitação exata
das superfícies recifais mapeadas.
A área que envolve os recifes de Barreirinhas e Mestre Vicente (Figura
4.4A) apresenta pequenas ondulações (menores que 1,5 metro), podendo ser
relacionadas a marcas de ondas ou pequenas dunas submersas. As superfícies
recifais surgem a partir de elevações que se iniciam em cerca de 18 metros de
profundidade. Mestre Vicente apresenta formato aproximadamente circular, com
rugosidade de cerca de 2 metros em relação ao fundo, atingindo 16 metros de
profundidade em seu topo. Barreirinhas é composto de quatro áreas recifais, das
quais três foram observadas em sua totalidade e a área principal mapeada
parcialmente. A rugosidade dos recifes de Barreirinhas é de aproximadamente 2
metros em relação ao fundo, e o topo da superfície recifal atinge cerca de 14
metros de profundidade. O conjunto do corpo recifal apresenta orientação NNW-
SSE, similar à da linha de costa. Estes corpos recifais são descritos com mais
detalhes no capítulo 5.
O entorno de Pedra do Velho (Figura 4.4B) apresenta detalhes dos vales
norte e sul do paleo-canal entre 15 e 17 quilômetros da costa. Nesta área é
possível observar os vales que exibem variação negativa de 2 a 3 metros, com
sentido de drenagem (E-W) em direção à quebra da plataforma. Pedra do Velho
localiza-se na margem sul do paleo-canal sul, apresenta uma variação positiva de
2 metros no relevo em relação à margem do canal e pequena rugosidade de
aproximadamente 1 metro, com o topo atingindo entre 20 e 21 metros de
43
profundidade. Localizada 15 quilômetros a leste da praia de Pium e 2,5
quilômetros a leste dos recifes de Barreirinhas e Mestre Vicente, os mais
próximos, esta superfície recifal não está alinhada às demais, apresentando
orientação ESE-WNW.
A área de Pedra do Lima (Figura 4.4C), localizada no extremo sudeste da
área de estudo exibe as superfícies recifais que compõem Pedra do Lima e Pedra
sem nome, além de relevo pouco acidentado no entorno. Pedra do Lima se
apresenta com três áreas recifais totalizando 1,3ha, rugosidade de cerca de 2
metros, elevando-se desde 23 metros de profundidade com o topo das estruturas
a 21 metros. A distância destes recifes em relação à costa é de 13,6 quilômetros
em direção leste desde Pirangi do Sul. Os recifes de Pedra do Lima encontram-se
no mesmo alinhamento dos recifes Pedra do Felipe e Pedra Fogo,
aproximadamente 13 quilômetros para sul e com alinhamento similar. Seguindo o
mesmo alinhamento, a uma distância de 1,5 quilômetro para sul, surge a Pedra
sem nome (Figura 4.4C), uma pequena área recifal com cerca de 0,5ha e
profundidade entre 22 e 23 metros, com pequena rugosidade (cerca de 1 metro).
Pedras do Felipe, Fogo e o ponto de pesca Antonio Novo, observados na
Figura 4.4D, foram mapeadas em uma área mais externa da plataforma, sendo
possível a observação de dois degraus ou batentes bem pronunciados, o primeiro
entre as isóbatas de 24 e 26 metros e o segundo relacionado a Antonio Novo,
com variação de 30 à 34 metros. Antonio Novo é um local reconhecido de pesca,
não classificado como recife, apresentando-se como uma área de grande
declividade em formato côncavo. Apenas parte dos recifes Pedra do Felipe e
Fogo, com profundidade de cerca de 20 metros e 2 metros de rugosidade, foram
mapeados neste levantamento. Também foi encontrada uma pequena superfície
recifal com topo a 26 metros de profundidade, localizada 500 metros a sul de
Antonio Novo.
44
Figura 4.4. Modelos digitais de elevação para os dados de batimetria multifeixe, evidenciando em detalhe as quatro áreas levantadas: A –
Barreirinhas, Mestre Vicente; B – Pedra do Velho; C – Pedra do Lima e sem nome; D – Pedras do Felipe, Fogo e Antonio Novo.
A B
C D
Pedra sem nome
Pedra do Lima
Antonio Novo
Pedra Felipe Pedra Fogo
Recife isolado
Pedra do Velho
Barreirinhas
Mestre Vicente
Paleo-canal
Localização das áreas levantadas:
A B
C
D
45
4.3. Geomorfologia da Plataforma
A plataforma continental Leste do Rio Grande do Norte, apresenta a
mesma orientação e é contígua as plataformas da Paraíba e Pernambuco, o que
lhe confere muitas similaridades, tanto referentes ao perfil batimétrico e largura,
como às características dos substratos.
Como características gerais, este trecho da plataforma apresenta largura
relativamente reduzida, entre 15 e 35 quilômetros, pouca profundidade (média
entre 13 e 25 metros) e declividade suave, entre 0,2 a 0,5º até a porção externa
(profundidades entre 40 e 60 metros), quando ocorre relativo aumento de
declividade devido à presença de batentes relacionados à quebra da plataforma
(Knoopers et al., 1999; Manso et al., 2003; Araújo et al., 2004; Vital et al., 2010;
Monteiro, 2011).
Seguindo um padrão comum para plataformas tropicais mistas de
margem passiva (Sanders, 1968; Knoppers et al., 1999; Orpin et al., 2004), tanto
em sua porção interna, como externa, a plataforma leste potiguar, apresenta-se
com baixo gradiente de variação no relevo em grande parte de sua área. Os
maiores gradientes (de 3 a 4,6º de variação), foram encontrados nas áreas
próximas às praias, posteriormente ao alinhamento dos recifes intermarés e rasos
e, na área externa da plataforma, onde se apresentaram degraus ou batentes.
O aumento no gradiente de declividade com rampas bem pronunciadas e
presença de degraus ou batentes, em áreas vizinhas à quebra da plataforma
nordeste do Brasil (Manso et al., 2003; Araújo et al., 2004; Morais et al., 2009;
Vital et al., 2010; Gomes & Vital, 2010), sugere o início da quebra junto ao limite
leste da área de estudo, a partir dos perfis G e H.
Ao norte dos perfis G e H, em profundidades entre 50 e 60 metros, foram
encontrados os referidos batentes ou degraus com rampas em gradiente de
variação angular (1:15), similares aos de talude continental. Este limite ocorre
entre 20 e 22 quilômetros da costa, ao largo das praias de Pium e Barreira do
Inferno. Ao sul do perfil G ocorre uma mudança na orientação da costa em
46
direção leste, com o mesmo comportamento observado na porção externa da
plataforma, não evidenciando a proximidade com a quebra.
Ocorrendo desde a zona litorânea até a quebra, geralmente alinhados
com a linha de costa atual, ou a alinhamentos litorâneos pretéritos, os arenitos de
praia, representam feições proeminentes na morfologia da plataforma.
Diversos autores referem-se a estas superfícies, como antigas linhas de
costa (Mabesoone, 1964; Kempf et al., 1967; Mabesoone & Coutinho, 1970;
Hopley, 1986), marcando a posição do nível do mar no decorrer do histórico de
variações eustáticas (transgressões e regressões marinhas), também
influenciadas por tectonismo e isostasia (modificações no equilíbrio do nível
relativo dos continentes).
Estes arenitos são originados em zonas intermarés, quando ocorre a
cimentação do sedimento praial pela presença de carbonato de cálcio,
preservando a evidência da posição da linha de costa no período da calcificação
(Ferreira Júnior, 2005; Gomes & Vital, 2010; Cabral Neto, 2014).
As variações eustáticas, ou de nível do mar, são controladas basicamente
por períodos glaciais e interglaciais, promovendo a exposição ou recobrimento
das águas sobre a área da plataforma continental. O último período glacial
máximo (aproximadamente 12.000 anos atrás) promoveu a regressão marinha
para a borda das plataformas continentais rasas tropicais (Tintelnot, 1995;
Fleming et al., 1998; Hanebuth et al., 2009; Clark et al., 2009).
Este evento permitiu com que a plataforma permanecesse emersa
durante parte do período Quaternário, proporcionando o transporte e deposição
de sedimentos terrígenos em locais de talude continental, além da formação de
vales fluviais e linhas de costa em diferentes posições. Posteriormente a este
período máximo glacial ocorreram variações de nível do mar, com rápidas subidas
de nível (transgressão marinha) até a posição atual (Bezerra et al., 2003; Barreto
et al., 2004; Caldas et al., 2006; Sttatteger et al., 2006).
47
Durante períodos transgressivos ocorreram momentos de estabilização,
marcados pela presença dos lineamentos de arenitos de praia, seguidos de uma
variação na inclinação do perfil da plataforma, formatando um controle topográfico
(Sttatteger, et al., 2006; Camargo et al., 2007).
Os arenitos de praia, observados junto às praias e costa afora do Rio
Grande do Norte são correlatos petrograficamente e petrologicamente, portanto
concordantes quanto à composição e formação ou processo diagenético (antigos
depósitos de praia), representando paleo-linhas de costa possivelmente formadas
entre 12 e 7mil anos atrás (Stattegger et al., 2006; Santos et al., 2007; Gomes &
Vital, 2010; Cabral Neto, 2010; 2013; Gomes et al., 2015).
Na área de estudo, a distribuição dos corpos recifais apresenta um
padrão de lineamentos no sentido NNW – SSE, em um total de quatro, similar à
linha de costa atual.
O primeiro alinhamento ocorre adjacente às praias e foi classificado por
Bezerra et al., (2003) como depósito do período Holoceno médio, datados de
5.600 – 7.400 anos antes do presente (corpos mais extensos) e 4.380 – 5310
anos antes do presente (corpos menores). O segundo, que envolve os recifes
intermarés e rasos, próximo à praia na porção sul, entre 800m e 1,2 quilômetro da
costa na área central e a uma média de 2,5 a 3,5 quilômetros na porção norte. O
terceiro alinhamento encontra-se a profundidades entre 13 e 20 metros nos quais
fazem parte os recifes de Barreirinhas e Pedra dos Meros e o quarto, mais
profundo (20 a 32 metros), seguindo o alinhamento de Pedra Fogo, Felipe e do
Lima.
A posição do terceiro alinhamento, com um posterior controle topográfico
bem marcado (promovendo variações na ordem de 2 a 4 metros) ao longo de
toda a área, sugere um nível de estabilização da costa a uma profundidade de 20
metros. Apresenta orientação similar a da linha de costa atual (NNW-SSE),
entretanto com um padrão mais retilíneo para a linha de costa pretérita.
Posteriormente ao quarto alinhamento, também é marcada a presença de um
nível de estabilização, com variação similar ao terceiro já a profundidades em
torno de 25 metros. Níveis de estabilização localizados em situações bastante
48
similares aos encontrados são observados desde a plataforma do Ceará até
Pernambuco (Araújo & Freire, 1997; Caldas, 2002; Manso, et al., 2003; Araújo, et
al., 2004; Ferreira Júnior, 2005; Camargo et al., 2007; Morais et al., 2009; Vital et
al., 2010; Cabral Neto et al., 2013; Gomes et al., 2015).
Também ocorrem superfícies recifais de forma isolada, como Pedra do
Velho, além de conjuntos de recifes próximos como em Barreirinhas e Pedra Fogo
(descritos em detalhe no capítulo 5). Estes conjuntos podem representar feições
recifais únicas, caso as porções entre eles estejam recobertas por sedimentos,
podendo ser retrabalhados eventualmente por correntes de fundo que exponham
a área total. Como exemplo, caso o corpo recifal principal de Barreirinhas esteja
unido aos recifes próximos, a superfície recifal poderá atingir estimados 23.5ha e
2 quilômetros de perímetro, cerca de oito vezes maior do que a observada
(2.9ha).
Outro importante componente da geomorfologia na área é o vale
submerso ou paleo-canal encontrado. Estes vales são formatados em períodos de
nível do mar mais baixos que o atual e frequentemente relacionados a períodos
de maior competência e vazão dos rios (Mayewski, et al., 2004; Anderson et al.,
2011). Os vales incisos são comuns na plataforma tropical brasileira, compondo
feições de grande relevância para a compreensão da evolução histórica desta
plataforma (Schwartzer et al., 2006; Lima & Vital, 2006; Camargo et al., 2007;
Gomes, 2009; Vital et al., 2010; Gomes & Vital, 2010).
O paleo-canal mapeado pode estar relacionado ao vale fluvial do Rio
Pirangi, entretanto a incisão do canal na plataforma ocorre próxima ao extremo
sul da área e deslocada, com relação à posição da desembocadura, em
aproximadamente 3 quilômetros para sul. Após assumir a orientação S-N
inicialmente, em determinado ponto o canal subdivide-se em dois ramos, com
direção de drenagem E-W, distando cerca de 4 quilômetros um do outro. Esta
alteração pode estar relacionada ao abandono de um dos canais em determinado
período, provocado por variação na drenagem ou por deposição sedimentar.
49
A mudança de orientação observada no paleo-canal pode demonstrar
algum controle geológico orientando os canais inicialmente em sentido S-N, para
posteriormente tomarem o sentido E-W nas áreas médias e externas da
plataforma leste de Pernambuco ao Rio Grande do Norte (Manso et al., 2003;
Schwartzer et al., 2006; Lima & Vital, 2006; Camargo et al., 2007; Monteiro,
2011). Este canal, especificamente, pode ter tomado o sentido S-N devido à
barreira física promovida pelos recifes costeiros, hoje em posição intermaré ou
rasa (até 4 metros de profundidade).
A preservação da forma do paleo-canal submerso esta relacionada à
ausência ou pequena taxa de deposição sedimentar atual nesta área, assim como
descrito para outros paleo-canais encontrados em plataformas mistas próximas,
onde os sedimentos constituintes são em grande parte relíquia de períodos
deposicionais anteriores ao atual (Swift & Thorne, 1991; Schwartzer et al., 2006;
Lima & Vital, 2006; Camargo et al., 2007; Vital et al., 2010; Gao & Collins, 2014).
50
Capítulo 5 - Heterogeneidade do substrato plataformal adjacente a Pirangi
_________________________________________________________________
5.1. Análise sedimentar – tipo de substrato, composição e textura
A análise verifica uma distribuição de sedimentos mais grossos na porção
exterior da plataforma enquanto que, na plataforma interna, notadamente nas
proximidades com a costa predominam areias médias e finas. Na plataforma
interna a superfície do leito marinho (desde a costa até 13 a 15 metros de
profundidade) é composta basicamente por sedimentos terrígenos, com as
menores concentrações de carbonato encontradas próximo à costa (concentração
menor a 7,5%) e em amostras coletadas nas profundidades localizadas entre 8 e
12 metros (<21%), demonstrando assim grande influência continental na
composição dos sedimentos de superfície.
Seguindo o alinhamento dos recifes intermarés e rasos – a partir da costa
até a distância aproximada de 500 metros costa afora no setor sul e por volta de
2,5 quilômetros na extremidade norte – ocorre aumento da concentração de
carbonatos em uma área relativamente rasa (variando entre 2 e 7 metros de
profundidade). Tal aumento é principalmente observado na amostra AM01,
localizada sobre o alinhamento dos recifes (ver tabela 3), contendo 85,31% de
carbonato, bem como, nas amostras vizinhas ao alinhamento, com concentrações
variando entre 31,2% (AM16) a 56,75% (#1). Esta mistura com elevada
concentração de carbonato se deve a presença dos recifes, enquanto importante
agregador de organismos fonte de carbonatos.
Mudanças no padrão sedimentar são observadas após as profundidades
localizadas entre 13 e 15 metros (Figura 5.1), havendo predominância de
sedimentos biogênicos na fração cascalho. As amostras desta porção externa da
plataforma são basicamente compostas por cascalhos biogênicos em frações
maiores que 2mm, algas calcáreas (rodolitos).
51
Referente aos teores de matéria orgânica (Figura 5.2), o mapa revela
níveis mais baixos de concentração na plataforma interna (até 5,3%), elevando
sua concentração a partir de aproximadamente 13 metros de profundidade. Os
valores mais elevados são encontrados na plataforma externa (concentração
entre 7 e 9%), com o valor máximo localizado no extremo nordeste (área próxima
à quebra da plataforma), conforme amostra #9.
Importante ressaltar a similaridade encontrada entre teor de carbonato e
matéria orgânica. As amostras onde foram encontrados maiores teores de
carbonatos similarmente apresentaram maiores teores de matéria orgânica.
Somente as amostras AM01 e #12 (ver tabela 3) apresentaram padrão divergente
ao descrito, onde foram observados baixo teor de matéria orgânica (menor que
1%) e elevado teor de carbonato (superior a 85,31%), provavelmente devido a
uma característica pontual da amostragem.
Referente aos padrões texturais encontrados (mapa faciológico, Figura
5.3), apenas a porção interior dos recifes rasos e intermarés apresentou lama de
origem basicamente mista (entre 40 e 48% de carbonato) – LL1x. Nas demais
áreas próximas à costa foi observado predomínio de areias siliciclásticas finas a
médias, até profundidades de 13 a 15 metros – AS1b.
Os sedimentos de origem terrígena foram localizados restritamente a uma
distância de 4,5 quilômetros na área central e a uma estreita faixa nas porções
norte e sul (cerca de 2 quilômetros), sendo em sua grande maioria areias
siliciclásticas – AS1b. Sobre e também no entorno dos recifes rasos e intermarés,
ocorre presença de areias silici-bioclásticas e bioclásticas (AS2b e AB2b) em uma
zona de mistura, promovida pela presença da superfície recifal e organismos
associados. Com o aumento da profundidade – após 15 metros – ocorre uma
sucessão de fácies, transitando de areias silici-bioclásticas (AS2b) para cascalhos
bioclásticos (CB2), os quais dominam a cobertura sedimentar da plataforma
externa.
A tabela 2 exibe os pontos de coleta de sedimentos nas duas campanhas
realizadas e suas características composicionais em porcentagem, além da fácies
52
correspondentes aos locais amostrados. Estes dados foram interpolados para a
geração dos mapas apresentados na sequência.
Tabela 2. Dados das amostras sedimentares coletadas para composição dos mapas de teores de carbonato e matéria orgânica e mapa faciológico.
Campanha 1
Amostra % Mat. Orgânica % Carbonatos %>2mm Fácies Observação
AM01 0,68 85,31 12,41 AB2a
AM02 1,12 7,04 6,45 AS1b
AM03 2,58 2,27 8,82 AS1b
AM04 8,12 73,42 45,24 CB2
AM05 9,23 95,62 85,12 CB2 Rodolitos
AM06 8,57 94,70 22,41 CB2 Rodolitos
AM07 8,49 98,36 26,17 CB2 Rodolitos
AM09 8,02 96,82 57,49 CB2 Rodolitos
AM10 8,36 90,47 61,36 CB2 Rodolitos
AM11 2,29 3,25 5,14 AS1b
AM12 2,51 7,54 8,95 AS1b
AM14 3,08 48,10 1,15 LL1x
AM15 2,13 40,69 3,81 LL1x
AM16 2,47 31,20 12,64 AS2b
AM17 2,06 36,37 15,79 AS2b
Campanha 2
Amostra % Mat. Orgânica % Carbonatos %>2mm Fácies Observação
#1 5,30 56,75 27,47 AS2b Rodolitos
#2 2,49 18,78 9,52 AS1b
#3 2,39 21,09 8,69 AS2b
#4 2,08 16,93 1,17 AS2b
#5 8,99 98,23 65,43 CB2 Rodolitos
#6 8,45 95,53 60,03 CB2 Rodolitos
#7 8,33 99,10 30,65 CB2 Rodolitos
#8 7,96 93,91 12,51 CB2
#9 14,39 98,14 19,75 CB2
#10 8,56 93,38 31,08 CB2 Rodolitos
#11 7,04 94,57 23,59 CB2 Rodolitos
#12 0,15 97,14 34,60 CB2 Rodolitos
#13 8,21 97,02 28,21 CB2 Rodolitos
53
Figura 5.1. Mapa de porcentagem de conteúdo de carbonato nas amostras, contendo os locais de coleta das amostras sedimentares, principais pontos de pesca e áreas recifais, além das isóbatas para a área de estudo.
Figura 5.2. Mapa de porcentagem de conteúdo de matéria orgânica nas amostras, contendo os locais de coleta das amostras sedimentares, principais pontos de pesca e áreas recifais, além das isóbatas para a área de estudo.
54
Figura 5.3. Mapa faciológico contendo os locais de coleta das amostras sedimentares, principais pontos de pesca e áreas recifais, além das
isóbatas para a área de estudo.
55
5.2. Análise textural em detalhe – Sonar de varredura lateral
As imagens obtidas através de sonar de varredura lateral permitiram uma
melhor identificação da forma e textura de diferentes feições de fundo em duas
áreas de recobrimento em formato retangular. Foi possível a diferenciação e
determinação de limites entre as diferentes superfícies consolidadas e
inconsolidadas, devido à variação nos padrões de reflexão entre os contatos.
A área 1, entre as profundidades de 14 e 24 metros, está localizada a
uma distância de oito quilômetros de Pirangi do Norte (parte sul) e 11 quilômetros
da Barreira do Inferno (parte norte), medindo 6,5 quilômetros de comprimento e
1,85 quilômetro largura. A área 2, entre as profundidade de 22 e 34 metros, dista
2 quilômetros para leste da área 1, seguindo mesma orientação (norte-sul),
posição referente à costa e comprimento, porém largura um pouco maior (2,8
quilômetros), conforme demonstrado na Figura 5.5.
Na área 1, a maior superfície recifal encontrada foi a de Barreirinhas
(Figura 5.4), localizada a 12 quilômetros a leste da praia de Cotovelo, desde o
ponto mais próximo em terra (Pirangi do Sul) em direção ENE. Barreirinhas surge
a uma profundidade de 14 a 15 metros, apresentando feições recifais próximas,
com textura divergente da superfície carbonática do entorno. O recife principal
segue a orientação NW-SE, com aproximadamente 340 metros de comprimento e
100 metros de largura em sua porção NW, estreitando a largura para 40 metros
no centro e 30 metros na porção SE. A área estimada deste corpo principal é de
19.046m2 ou 1.9ha com um perímetro de 750 metros. Além do recife principal
quatro outras superfícies recifais de características similares foram encontradas
no entorno a uma curta distância (150 a 300 metros). Estes recifes mostram áreas
de 5.639m2, 3.340m2, 807m2 e 446m2.
A 750 metros de distância, em direção NNE, localiza-se o recife de Mestre
Vicente, posicionado 13 quilômetros costa afora desde a praia de Pium. Este
recife surge a uma profundidade de 18 metros em formato circular, com
dimensões de 60 metros de comprimento e 55 metros de largura. Mestre Vicente
56
apresenta textura e rugosidade similares aos recifes que compõem Barreirinhas.
A área deste recife é de 2.137m2 ou 0.21ha e seu perímetro é de 187 metros.
Pedra dos Meros é um recife isolado, localizado no mesmo alinhamento
de Barreirinhas, porém a 3,25 quilômetros ao norte e a uma profundidade de 18
metros. Apresenta-se levemente alongado, medindo 36 metros de comprimento
por 25 metros de largura, com área de 650m2 e perímetro de 96 metros. Próximo
a esta formação, dois outros recifes foram observados a 240 metros de distância
em direção ENE, com formato similar ao principal e áreas um pouco menores
(415m2 e 200m2). A textura de Pedra dos Meros e dos recifes próximos é
relativamente mais rugosa do que a dos demais encontrados na área 1.
Na área 2 foram mapeadas feições já reconhecidas como pontos de
pesca ou mergulho e outras superfícies recifais até então desconhecidas. No
extremo noroeste, na área de Pedra Fogo (Figura 5.5) foi encontrado o
alinhamento de cinco corpos recifais estreitos com orientação SSE-NNW,
distantes de 15 a 50 metros entre si. As dimensões destes recifes são variáveis,
com o menor apresentando área de 583m2, perímetro de 105 metros, largura de
25 metros e comprimento de 45 metros. O recife principal apresenta área de
3.660m2, perímetro de 331 metros, largura média de 30 metros e comprimento de
150 metros. Os demais corpos recifais ali encontrados apresentam áreas de
2.307m2, 726m2 e 681m2. Estes recifes ocorrem a profundidades de cerca de 23
metros, apresentando rugosidade de aproximadamente 2 metros em relação ao
fundo.
Pedra do Felipe é um recife alongado, com formato similar ao dos recifes
de Pedra Fogo, com comprimento de 145 metros, largura média de 17 metros,
área de 1.966m2 e perímetro de 302 metros. Esta superfície recifal está a 25
metros de profundidade, apresenta rugosidade similar e segue a mesma
orientação de Pedra Fogo, do qual dista cerca de 1 quilometro para sul. Tanto
Pedra Fogo como Pedra do Felipe estão a uma distância de 16,2 quilômetros a
leste da praia da Barreira do Inferno.
Antonio Novo é um local de pesca conhecido na região, porém não consta
nos registros de multifeixe e sonar de varredura como uma superficie recifal e sim,
57
como uma área de variação acentuada no relevo, formando um pequeno
embaiamento a profundidades entre 30 e 36 metros. O embaiamento possui
orientação N-S, largura de 500 metros e uma variação de cerca de 6 metros no
relevo que ocorre em menos de 100 metros de distância. A área de Antonio Novo
foi a superfície mapeada mais externa com relação a costa, encontrando-se a 15
quilômetros de distância de Pirangi do Sul em direção ENE.
Além destes, outros recifes ainda não conhecidos foram mapeados: três
alinhados com Antonio Novo, com áreas de 4.919m2, 2.274m2 e 1.895m2, um
alinhado a Pedra do Felipe com 728m2 e outro próximo a este com 645m2.
A textura das áreas recobertas pelos sedimentos inconsolidados
apresenta em grande parte da área 2, basicamente superfícies carbonáticas
planas enquanto na área 1 há uma mescla de superfícies onduladas (marcas de
onda e pequenas dunas) (Figura 5.4). A variação textural promovida pelas marcas
onduladas é clara, mostrando a orientação basicamente no sentido NW-SE,
pouco largas, de 8 a 50 metros, com alturas entre 1 a 2,5 metros e com grande
variação em seus comprimentos, de 20 a 800 metros.
58
Figura 5.4. Área (1) mapeada através do método sonar de varredura lateral após processamento com a leitura dos diferentes padrões
observados. As áreas recifais encontram-se em vermelho e as pequenas dunas submersas em amarelo no mapa de leitura dos padrões.
Superfícies recifais de Barreirinhas tracejadas em vermelho e feições dunares em amarelo no detalhe.
Figura 5.5. Área (2) mapeada através do método sonar de varredura lateral após processamento e posterior leitura dos diferentes padrões
observados. As áreas recifais encontram-se em vermelho no mapa de leitura dos padrões. Superfícies recifais de Pedra Fogo tracejadas em
vermelho.
Área 1
0 1,5 3km
Dunas
Barreirinhas Barreirinhas
Dunas submersas
Mapa de Localização na área de pesquisa:
Pedra Fogo
Fundos planos
0 1,5 3km
Mapa de localização na área de pesquisa:
Área 2
Recifes
Dunas Subm.
Pedra
Superfície carbonática plana
Recifes
Recifes
59
5.3. Heterogeneidade da Plataforma
As subdivisões da plataforma nesta porção do Nordeste do Brasil podem
ser caracterizadas, conforme discutido por Knoopers et al. (1999), Testa &
Bosence (1999), Araújo et al. (2004), Gomes & Vital (2010), Vital et al., (2010),
Vital (2014) e Gomes et al., (2015) em plataforma interna, média e externa, em
conformidade às características sedimentares, distribuição de alinhamentos
recifais, padrões de declividade e variações de profundidade encontrados.
A amostragem sedimentar proporcionou a identificação de áreas com
material terrígeno, sedimentos mistos e predominantemente carbonáticos, de
finos a grossos, demonstrando que a área de plataforma interna (sedimentos
terrígenos) é bastante estreita com relação à distribuição observada em setores
mais ao norte da plataforma potiguar (Testa & Bosence, 1999; Vital et al., 2005).
Entretanto é similar à observada para setores ao sul, envolvendo as plataformas
de Pernambuco e Paraíba (Manso et al., 2003; Araújo et al., 2004; Almeida &
Manso, 2011; Monteiro, 2011), onde a plataforma carbonática em alguns pontos
atinge menos de 1 quilômetro de distância da costa.
Próximo à área costeira observa-se a contribuição promovida pela
presença dos recifes intermarés e rasos à mistura sedimentar, tanto em porções
sobre os recifes, como também em uma área recoberta por sedimentos finos
(LL1x), anterior aos recifes. A ocorrência de sedimentos mistos próximos à costa
acontece principalmente devido aos recifes configurarem importantes áreas para
fixação e decomposição de organismos carbonáticos (algas, cnidários,
crustáceos, moluscos) (Wild, et al., 2005). O recobrimento por sedimentos finos
ocorre em uma área relativamente profunda comparativamente a áreas próximas,
devido à barreira hidrodinâmica promovida pelos recifes que bloqueiam a energia
da ondulação proveniente de E e SE (predominante neste local).
Feições sedimentares onduladas foram encontradas na área 1 da
plataforma externa através do levantamento por sonar de varredura lateral, em
profundidades localizadas entre 14 e 24 metros. Estas feições possuem uma
forma alongada, com padrão de orientação SE-NW, apresentando entre 1 a 2,5
60
metros de altura e grande variação em seu comprimento, desde 20 metros até
800 metros. De acordo com Flemming (1978) e Ashley (1991), devido a sua
forma, organização e tamanho, são feições análogas a pequenas dunas
submersas ou grandes marcas de onda (mega-ripples). As pequenas dunas que
compõem o relevo cárstico da plataforma externa são geralmente estreitas, com
largura variável entre 8 e 50 metros e conformam um campo de dunas submersas
longitudinais.
Nas porções nordeste e norte da plataforma potiguar foram encontradas
feições similares a estes campos de dunas submersos, tanto em formato
longitudinal, quanto transversal, com distribuição mais abrangente e em locais
geralmente mais rasos, da plataforma interna ou média (Testa & Bosence, 1999;
Gomes & Vital, 2010; Gomes, et al., 2015). Entretanto, estes depósitos
apresentam matriz siliciclástica ou mista, divergindo das encontradas nesta
porção, de matriz carbonática.
Feições dunares submersas, de matriz siliciclástica, geralmente estão
relacionadas à deposição eólica durante períodos de nível do mar mais baixo,
sendo, portanto, sedimentos de deposição relíquia (Goff et al., 1999; Kubicki,
2008; Vital et al., 2010; Nichol et al., 2012). Já estas formas encontradas em
áreas de sedimentação superficial carbonática podem estar superficialmente
recobrindo sedimentos terrígenos relíquias ou estarem sendo formados por
correntes de fundo competentes. Na área 2 mais externa, não foram encontradas
tais feições, apenas largas áreas planas de cobertura superficial carbonática e
áreas consolidadas recifais espaçadas, provavelmente devido incompetência no
transporte e retrabalhamento sedimentar por correntes de fundo nestas porções
de maior profundidade.
O mapa faciológico (Figura 5.3) exibiu o padrão de distribuição das
diferentes fácies encontradas, demonstrando padrão de sedimentos mais finos
próximos à costa e grossos em sua porção externa. O mapa evidencia, ainda, o
limite para os sedimentos costeiros terrígenos, localizados a 2 quilômetros da
costa nos extremos sul e norte e a 4,5 quilômetros na porção central. Este fato,
61
portanto, corrobora a subdivisão da plataforma em interna e externa a partir das
características sedimentares.
A plataforma nordeste do Brasil, em sua porção carbonática, consiste
primariamente de algas dos tipos halimeda, lithothamnium e rodolitos, fragmentos
de corais, conchas de moluscos e foraminíferos (Nascimento et al., 2010), sendo
algas do gênero Halimeda (Chlorophyta, Halimedaceae) e os rodolitos as maiores
responsáveis deste tipo de deposição, inclusive com a formação de bancos
exclusivamente compostos por rodolitos (Amancio, 2007). A respeito da região
nordeste potiguar, Testa & Bosence (1999) classificaram os sedimentos da
plataforma localizada a cerca de 60 quilômetros ao norte da área de estudo, como
algas vermelhas coralíneas, Halimeda e algas coralíneas articuladas,
representando assim mais de 80% da matriz sedimentar.
Nesse sentido, sugere-se que os sedimentos calcáreos os quais
recobrem as plataformas tropicais são geralmente relacionados à fragmentação
ou decomposição de algas calcáreas (Halfar et al., 2000). As amostras da porção
externa da plataforma apontam que na área de estudo, os rodolitos recobrem uma
vasta área e são os principais constituintes do fundo carbonático. Este material
que recobre o fundo, juntamente com a dissolução de carbonatos na água, pode
eventualmente formar lâminas rígidas, transformando assim o fundo
inconsolidado em consolidado – superfície cárstica – reconhecido por alguns
autores como recifes de algas (Goreau 1963; Hillis-Colinvaux, 1986; Bjork et al.,
1995).
Foraminíferos e algas coralíneas dominam as áreas de plataforma
externa na região setentrional do rio grande do norte (Gomes et al., 2015),
ocorrendo a cobertura de rodolitos principalmente após os 10 metros de
profundidade, enquanto que halimeda e rodolitos dominam as porções médias e
externas da região nordeste da plataforma potiguar (Testa & Bosence, 1999). Na
área estudada, o domínio se configura por rodolitos, a partir de 15 metros de
profundidade ao longo de toda a porção externa da plataforma, até o limite da
área de estudo a profundidades compreendidas entre 38 e 50 metros.
62
Observado com valores menores em áreas de sedimentação terrígena e
maiores na plataforma externa, de sedimentação biogênica, o padrão de
distribuição de matéria orgânica pode ser relacionado à constituição destes
sedimentos e sua relação com os organismos vivos associados (Premuzik et al,.
1982). Os sedimentos predominantemente siliciclásticos não oferecem um
substrato tão consistente para colonização por organismos bentônicos, porém o
fundo carbonático constitui um importante substrato para a fixação de tais
organismos (i.e. algas e esponjas) (Premuzik et al,. 1982; Wild et al., 2005).
Esta região da plataforma apresenta muitas similaridades na sua
morfologia, principalmente com as plataformas da Paraíba e Pernambuco
(conforme descrito no capítulo 4), exibindo uma clara transição entre a área
recoberta por sedimentos de origem terrígena e biogênica, entre as isóbatas de
13 a 15 metros, em uma zona relativamente estreita (cerca de 2 quilômetros).
Este tipo de transição sedimentar, de areias terrígenas siliciclásticas finas a
médias para sedimentos carbonáticos compostos por cascalhos bioclásticos ou
rodolitos, é observada em várias plataformas mistas tropicais ao redor do globo
(Marshall et al., 1998; Coffey & Read, 2004; Nichol et al., 2012; Brandano &
Ronca, 2014), podendo estar diretamente relacionada à capacidade de
suprimento sedimentar recente.
O controle da distribuição do padrão de sedimentos superficiais
(terrígenos – biogênicos) na área de estudo não se dá pela presença de paleo
linhas de costa ou controles estruturais, como proposto por Ferro et al., (1999)
para plataformas mistas. Devido à pequena distribuição dos sedimentos
terrígenos, característica erosiva da costa, além de ocorrência de fundos
rochosos, paleo-vales não preenchidos e feições sedimentares lineares ou
onduladas relíquias, a plataforma pode ser considerada “faminta” por sedimentos,
assim como descrito para áreas próximas (Araújo, et al., 2004; Chaves et al.,
2006; Vital et al., 2008) e também áreas similares em outras plataformas
(Martinez & Cochram, 1988; Swift e Thorne, 1991; Riggs et al., 1998; Goff et al.,
1999; Denny et al., 2013; Reis et al., 2013; Gao & Collins, 2014) que apresentam
os sedimentos terrígenos relíquias, sem contribuição significativa de sedimentos
continentais recentes.
63
A morfologia e composição sedimentar atual da plataforma é fortemente
influenciada por processos de eustasia com relativas variações de nível do mar no
decorrer do período Quaternário, quando eventos de regressão e transgressão
marinha determinaram padrões de sedimentação distintos para estas áreas
(Araújo & Freire, 1997; Riggs et al., 1998; Caldas et al., 2006; Vital et al., 2010;
Anderson et al., 2011; Nichol et al., 2012; Gao & Collins, 2014). Através do tempo
geológico a superfície da plataforma encontra-se em equilíbrio, ou seja, as
variáveis – mudanças do nível de base, entrada e saída de sedimentos, energia
hidrodinâmica e transporte sedimentar resultante – são combinadas para
constituir a morfologia de fundo e os depósitos sedimentares. Estas variáveis
definem características de erosão/deposição que variam ao longo do tempo Swift
& Thorne (1991).
A alternância na sedimentação carbonática e siliciclástica sobre a
plataforma ocorre seguindo diferentes domínios – dependentes da oscilação
eustática – com domínio de sedimentação siliciclástica em períodos de mar baixo
(quando a plataforma é exposta) e de sedimentação carbonática em períodos de
mar alto (quando a plataforma é submersa) (Wilson, 1967; Swift & Thorne, 1991;
Schlager, 2005; Nichol et al., 2012; Gao & Collins, 2014). A amplitude do domínio
carbonático, em períodos de mar alto, é dependente da deposição de sedimentos
continentais e de condições propícias para o desenvolvimento da deposição
biogênica (Gao & Collins, 2014). Em muitos casos a topografia cárstica
representa a superfície máxima regressiva, do último máximo glacial (Schlager,
2005).
Na área externa da plataforma, é notório o domínio de sedimentação
carbonática, inclusive em locais com a presença do campo de pequenas dunas
submersas longitudinais. Em alguns trabalhos anteriores, na plataforma potiguar,
estes campos de dunas foram descritos como estruturas eólicas formadas em
período de nível do mar baixo (Vital et al., 2008; Gomes & Vital, 2010) ou grandes
marcas de ondas ou dunas longitudinais – de constituição carbonática – formadas
por correntes de fundo competentes (Testa & Bosence, 1999). Devido à amplitude
e distribuição destes sedimentos carbonáticos na área que compreende as
profundidades de 14 e 24 metros, acredita-se que foram formadas de maneira
64
similar às encontradas na porção nordeste da plataforma, conforme descrito por
Testa & Bosence (1999).
A característica sedimentar atual demonstra que os sedimentos
carbonáticos podem estar recobrindo inclusive áreas de sedimentação relíquia
terrígena. Isto corrobora a característica de elevada produção carbonática
recente, contribuindo para a formação dos sedimentos superficiais (Gao & Collins,
2014; Bastos, et al., 2015; Gomes et al., 2015). De tal modo, o controle da
sedimentação na plataforma se dá pela ausência de deposição terrígena
significativa recente e competência da sedimentação carbonática atual.
Por também não apresentar padrões diversos com relação à declividade –
tão claramente como em outros setores da plataforma a norte – sugere-se que
esta porção seja subdividida quanto à sua composição sedimentar bem marcada,
em plataforma interna (sedimentos terrígenos) e externa (sedimentos
carbonáticos), assim como outras plataformas tropicais de margens passivas ao
redor do globo e com características similares, como padrões de clima seco e
pequena descarga fluvial (Martinez & Cochram, 1988; Riggs et al., 1998; Marshall
et al., 1998; Orpin et al., 2004; Wheatcroft & Sommerfield, 2005; Gao & Collins,
2014).
65
Capítulo 6 - Geomorfologia, substrato e habitat associados
_________________________________________________________________
A plataforma continental Leste do Rio Grande do Norte possui como
característica principal, fundos inconsolidados com limites bem definidos para a
sedimentação terrígena – siliciclástica e biogênica – carbonática, com os limites
da plataforma interna e externa demarcados de acordo com sua composição
sedimentar. Esta plataforma também apresenta superfícies rígidas, rochosas,
conformando fundos consolidados, ocorrendo desde a zona litorânea até a sua
quebra. De modo geral, estas superfícies (arenitos de praia – beachrocks),
ocorrem alinhadas à linha de costa atual ou a alinhamentos litorâneos pretéritos.
Representam antigas linhas de costa e marcam a posição relativa do nível do mar
no decorrer do histórico de variações eustáticas, também influenciadas por
tectonismo e isostasia.
Trabalhos prévios sobre a biodiversidade de Pirangi são estritamente
relacionados a estas superfícies consolidadas, com análises realizadas desde as
praias até profundidades de 26-28 metros. As informações bióticas provenientes
desses trabalhos possibilitam uma visão integrada destas superfícies, permitindo
uma comparação das informações pontuais (características bióticas) às
informações espaciais (características ambientais). Neste capítulo, são integradas
características abióticas e bióticas de fundos consolidados, relacionando-as aos
dados de habitat das superfícies mapeadas.
Na área de estudo, a distribuição das superfícies consolidadas se
apresenta em quatro lineamentos no sentido NNW – SSE, similares à linha de
costa atual. O primeiro alinhamento ocorre adjacente às praias; o segundo
envolve os recifes intermarés e rasos; o terceiro encontra-se a profundidades
compreendidas entre 12 e 18 metros, nos quais fazem parte os recifes de
Barreirinhas e Pedra dos Meros e o quarto, mais profundo (22 a 28 metros),
segue o alinhamento de Pedra Fogo, Felipe e do Lima.
66
De acordo com Azevedo (2011) e Barboza (2014), os platôs, superfícies
dos beachrocks das áreas praiais, apresentam em suas porções emersas rochas
nuas e, nas áreas intermarés, cobertura variável de fauna e flora, sendo o
zoantídeo Zoanthus sociatus e algas ramificadas (algas pardas ramificadas
podem atingir 85% de cobertura neste substrato) os mais representativos (média
de cobertura de 20.6% e 20%, respectivamente). Já nas áreas submersas rasas,
estão presentes cobertura de areia, rodolitos e algas folhosas e filamentosas.
Ainda segundo os autores supracitados, esta superfície, em sua porção
intermarés, apresenta grande densidade de invertebrados bentônicos dos grupos
gastropoda (mollusca) e malacostraca (crustacea), com média de 14,1 e 7,1
indivíduos/m2, respectivamente, além de conter ouriços-do-mar. As áreas recifais
rugosas apresentam rocha nua (emersa) e, nas áreas intermarés, ainda um
predomínio de rocha nua (85%), seguido pela cobertura de algas filamentosas
(11,6%). Os grupos mais representativos da fauna intermarés encontrada neste
ambiente foram as cracas (maxillopoda -crustacea) e bivalvia (mollusca), com
média de 3049,8 e 54,2 indivíduos/m2, respectivamente, além de gastrópodes e
caranguejos.
Segundo Guimaldi (2014), os principais organismos bentônicos que
recobrem os substratos dos recifes fundos são as algas e esponjas, sendo os
corais encontrados com baixa abundância, se comparados aos demais grupos. As
algas, em seus principais grupos encontrados (folhosas e calcárias), recobrem
cerca de 72,15% dos substratos rochosos (com variação de ±18,65%); as
esponjas em suas variadas espécies recobrem 13,62% (±8,43%) e os corais
pétreos apenas 0,72% (±1,08%).
Na avaliação da complexidade recifal através do método de observação,
as maiores rugosidade e complexidade de habitat foram encontradas no recife
Pedra do Felipe enquanto que, as menores, foram observadas nos recifes Pedra
do Velho e Pedra do Felix. A maior variedade de formas de crescimento foi
encontrada no recife Mestre Vicente. Este apresentou grande cobertura de algas
folhosas (60,4%), seguido dos recifes Pedra do Lima (56,77%) e Pedra do Felix
(42,24%); já a Pedra do Felipe foi o recife que apresentou maior quantidade de
67
cobertura por algas calcárias (45,21%), representando o dobro do recobrimento
por algas folhosas. A pedra do Felix foi o recife com maior cobertura de algas
filamentosas (25,8%) (Grimaldi, 2014).
Quanto à megafauna de invertebrados bentônicos, a maior abundância de
indivíduos por metro quadrado foi encontrada em Mestre Vicente, com 170
indivíduos/40m2. Já a Pedra do Lima apresentou 88 ind./40m2 e a Pedra do Felix
69,6 ind./40m2, sendo os recifes vastamente recobertos por esponjas, com
exceção do Cabeço do Leandro, onde os corais pétreos apresentaram cobertura
equivalente às esponjas. Quanto à riqueza de invertebrados, os recifes mais ricos
são: Cabeço do Leandro, com oito táxons encontrados e Pedra do Felipe com
sete, os demais apresentaram apenas quatro, dentre os onze grupos avaliados
(ascídias, caranguejos, camarão palhaço, corais duros e moles, esponjas,
estrelas do mar, gastrópodes, lagostas, ouriços, poliquetas e polvos) (Grimaldi
Op. cit.).
Cinco das feições recifais identificadas por Grimaldi (2014) foram
selecionadas para mapeamento de detalhe através de métodos hidroacústicos
(sonar de varredura lateral e batimetria multifeixe) e discutidas nesta tese. São os
recifes considerados fundos: Barreirinhas, Mestre Vicente, Pedra do Felipe, Pedra
do Velho e Pedra do Lima.
Souza (2015) em sua avaliação da estrutura da comunidade de peixes de
Pirangi, considerou as características de variação da complexidade estrutural do
habitat, cobertura de substrato e megafauna de invertebrados bentônicos ao
longo do gradiente de profundidade e distância da costa. Para esta avaliação
foram levantadas informações nos recifes praiais, rasos, intermarés e fundos
(Barreirinhas e Cabeço do Leandro).
A estrutura ictiofaunística mostrou predomínio de peixes comedores de
invertebrados (invertívoros) nos recifes fundos, um equilíbrio entre invertívoros e
herbívoros (comedores de algas) nos recifes rasos e intermarés e maior
quantidade de herbívoros associados aos recifes praiais (Souza, 2015). Este
trabalho corroborou as informações de cobertura bentônica para as áreas praiais,
rasas e fundas, demonstrando a sucessão observada nos trabalhos anteriores.
68
A tabela 3 apresenta uma síntese dos elementos levantados nos
trabalhos de Azevedo (2011), Barboza (2014), Grimaldi (2014) e Souza (2015) na
região de Pirangi, concernentes às superfícies consolidadas praiais,
intermarés/rasas e fundas quanto à cobertura bentônica principal, composição da
megafauna dos invertebrados bentônicos, parâmetros da ictiofauna associada ao
fundo consolidado, biomassa por grupo trófico de peixes recifais e a abundância
de indivíduos jovens e adultos.
Tabela 3. Integração das informações dos trabalhos de Azevedo (2011), Barboza (2014),
Grimaldi (2014) e Souza (2015) para a região de Pirangi, contendo os atributos avaliados
para as superfícies recifais praiais, intermarés/rasas e fundas.
Superfícies Consolidadas
Praiais Intermarés Fundas Atributo
Cobertura Bentônica
45% 40% 45% Algas folhosas
17% 25% 5% Algas filamentosas
1% 0,50% 20% Esponjas
Composição da Megafauna de Invertebrados
Bentônicos
30% 48% 0% Coral mole
48% 38% 10% Coral duro
8% 2% 70% Esponjas
3% 5% 0% Ouriços
3% 2% 0% Gastrópodes
3% 1% 2% Lagostas
2% 2% 0% Polvos
1% 0% 10% Ascídias
2% 2% 8% Outros
Parâmetros da Ictiofauna Associada aos Fundos
Consolidados
45 51 54 Nº de espécies
0,98 1,41 1,98 Densidade (Ind./m2)
2,8 2,71 3,06 Diversidade – Índice:
(Shannon-Wiener)
11,1 25,5 152,6 Biomassa (g/m2)
Biomassa por Grupo Trófico de Peixes Recifais - (g/m2)
2,5 5,5 55 Invertívoros
5 13 24 Herbívoros
0,5 1,5 33 Planctívoros
1,6 1,5 21 Carnívoros
0,5 1,5 17 Onívoros
0,5 1 2,6 Piscívoros
0,5 1,5 0 Detritívoros
Porcentagem de Indivíduos
55% 45% 13% Jovens
45% 55% 87% Adultos
69
As informações bióticas disponíveis para Pirangi apresentam algumas
características que diferenciam as superfícies consolidadas entre si. Com relação
à cobertura bentônica, as áreas de recifes praiais exibem basicamente rochas
nuas, já as intermarés e rasas, algas folhosas e filamentosas, com maior
quantidade de algas pardas nos recifes intermarés. As superfícies recifais fundas
apresentam uma relação distinta entre cobertura bentônica por algas e esponjas.
No terceiro alinhamento, há maior predomínio de algas folhosas, seguido de
filamentosas e calcárias. Já no quarto alinhamento, há uma maior cobertura por
esponjas, e também um maior recobrimento por algas calcárias. Quanto à
composição da macro e megafauna bentônica há variações notáveis entre as
superfícies mapeadas. Nos recifes praiais, moluscos gastrópodes e bivalves
recobrem alguns locais. Já nos intermarés e rasos há uma variação entre
moluscos e crustáceos, além de corais duros e moles. E nos recifes fundos há um
predomínio de cobertura de esponjas que aumenta gradualmente com a
profundidade.
A figura 6.1 mostra a distribuição das superfícies recifais em relação à
profundidade, distância da costa, cobertura bentônica e características da
ictiofauna (riqueza de espécies e abundância total), evidenciando as tendências
de aumento na cobertura de esponjas e de algas calcárias e a redução na
cobertura de algas folhosas e filamentosas desde os recifes praiais até os mais
distantes e profundos. Também fica evidente o aumento na abundância de
ictiofauna com a distância da costa. A tabela 4 apresenta a integração de
informações abióticas e bióticas com base nos dados obtidos para esta tese e nos
trabalhos prévios, demonstrando as características principais quanto à
profundidade no topo das superfícies recifais, distância da costa, rugosidade
relativa, tipo de recobrimento bentônico e os componentes principais da
macrofauna e ictiofauna associada aos quatro alinhamentos recifais.
70
Figura 6.1. Distribuição das superfícies recifais e sua relação com profundidade, distância da costa (A), além do tipo de cobertura bentônica por (B) algas folhosas e filamentosas; (C) algas calcárias; (D) cobertura de esponjas; (E) à abundância total de ictiofauna associada aos corpos recifais; e (F) à riqueza de espécies de ictiofauna. Os gráficos mostram as linhas de tendência para cada parâmetro e as linhas tracejadas, delimitando, em alguns gráficos os alinhamentos 1, 2, 3 e 4 encontrados na área.
As tendências obtidas nos gráficos de regressão linear, em conjunto com
valores do coeficiente de determinação (R²), demonstram alta relação entre
profundidade e distância da costa (R²= 0,932), boa relação entre aumento na
abundância de ictiofauna (R²= 0,633) e na cobertura por algas calcáreas (R²=
0,55), além da redução na cobertura de algas folhosas e filamentosas (R²= 0,426)
com o aumento na distância da costa. Ocorre também uma tendência de aumento
na cobertura de esponjas com a distância da costa, entretanto o baixo valor no
coeficiente de determinação (R²= 0,2) exige maior esforço amostral para
confirmação desta tendência. Não há relação entre riqueza de espécies de
ictiofauna com o aumento na distância da costa.
71
Tabela 4. Integração das informações dos trabalhos de Azevedo (2011), Barboza (2014), Grimaldi (2014), Souza (2015) com as informações abióticas descritas nos capítulos 4 e 5 para as superfícies consolidadas da região de Pirangi. Prof(m) – Profundidade em metros; Dist(km) – Distância da costa em Km; Rug – Índice de rugosidade; Caf – Cobertura por algas folhosas e filamentosas (em %); Cac – Cobertura por algas calcárias (em %); Esp – Macrofauna de esponjas (indivíduos/40m²); Cob. Bêntica dominante – Cobertura bêntica dominante; Parâmros da Ictiofauna: (Rsp) – Riqueza de espécies (nº de espécies), (AT) – Abundância total de peixes, (BT) – Biomassa total em Kg.
Alinhamentos Superfícies
Consolidadas Prof.(m) Dist.(km) Rug Caf Cac Esp
Cob. Bêntica dominante
Macrofauna dominante
Ictiofauna
RSp AT BT
1 Praial Recifes Praiais - - - 63 6 0 Rocha
nua/Algas Moluscos - - -
2 Intermarés e
Rasos
Recifes Intermarés
0 - 2 0,8 - 2 - 68 5 2 Algas pardas ramificadas
Moluscos/ Crustáceos
- - -
Recifes Rasos 2 - 7 0,5 - 4 - 68 5 2 Algas Folhosas Filamentosas
S/ dominância - - -
3 Barreirinhas –
Cabeço do Leandro
Barreirinhas 15,6 9 3,4 45 22 60 Algas Folhosas
/ Calcárias Esponjas 45 649 137
Mestre Vicente 20,3 9,92 3,6 70 8 170 Algas Folhosas Esponjas 30 1138 377
Pedra dos Meros 18 12 - 45 20 25 Algas S/ dominância - - -
Cabeço do Leandro
16,8 8,3 3,2 40 30 35 AlgasCalcárias
/ Folhosas Esponjas/corais 37 617 202
Pedra do Félix 20,9 13,76 2,13 60 17 70 Algas Folhosas Filamentosas
Esponjas 31 1452 81
Badejo 18 8 - 45 20 25 Algas S/ dominância - - -
Buraco 18 7,5 - 45 20 25 Algas S/ dominância - - -
Pedra do Velho 28 14,83 2,8 50 25 25
Algas Folhosas / Calcárias
Esponjas 32 1367 57
4 Pedra do Felipe – Pedra do Lima
Pedra do Felipe 25,8 16,3 4 25 45 45 AlgasCalcárias Esponjas/corais 50 2773 1250
Pedra Fogo 25,5 16 - 25 45 45 AlgasCalcárias S/ dominância - - -
Pedra do Lima 25,7 13,56 3,47 50 15 90 Algas Folhosas Esponjas 27 894 60
72
A avaliação de agrupamentos, integrando variáveis bióticas (cobertura por
esponjas e algas) e abióticas (profundidade e distância da costa) observadas para
cada recife (Figura 6.2) possibilita observar um conjunto que agrega as
superfícies recifais próximas da costa (praiais, intermarés e rasas) e outro
conjunto que engloba os recifes fundos. Nesta análise a separação entre os
alinhamentos três e quatro não é tão clara, inserindo os recifes Pedra do Felix e
Mestre Vicente no conjunto dos recifes fundos e isolando os recifes de Pedra do
Felipe e Fogo dos demais. O índice de correlação cofenética para esta análise foi
de 0,82 indicando que o método de Ward (1963) para agrupamento de variáveis
foi adequado.
Figura 6.2. Dendograma de análise de agrupamento (seguindo método de Ward, 1963) para as superfícies recifais analisadas. Integrando profundidade, distância da costa e cobertura por esponjas, além de algas calcárias, filamentosas e folhosas. Os recifes referentes aos quatro alinhamentos estão diferenciados por cores conforme legenda.
Já na avaliação por agrupamentos retirando a variável abiótica (Figura 6.3),
o índice de correlação entre os recifes aumenta, reduzindo a escala de distância
euclidiana do gráfico em dendograma. O corte para individualização dos grupos
AL. 1 AL. 2 AL. 3 AL. 4
73
mostra a separação em três grupos de características similares (raso,
intermediário e fundo).
Figura 6.3. Dendograma de análise de agrupamento (seguindo método de Ward, 1963) para as superfícies recifais analisadas. Integrando apenas os parâmetros bióticos (cobertura por esponjas, algas calcárias, filamentosas e folhosas). Os recifes referentes aos quatro alinhamentos estão diferenciados por cores conforme legenda.
Retirando a característica ou variável geográfica (abiótica), os recifes
possuem maior similaridade entre eles, não sendo clara a separação por
alinhamentos. As características de composição de ictiofauna, não fizeram parte
desta análise em dendograma, devido à falta de informações para todas as
superfícies recifais, o que inviabiliza a adição desta variável.
A partir da análise das informações disponíveis, foi possível organizar as
informações pontuais e espaciais, caracterizando os habitat da plataforma interna
e externa conforme seus atributos (abióticos e bióticos). Assim, enquanto os
74
habitat foram definidos a partir da individualização dos atributos físicos e da
caracterização da cobertura viva (composição bentônica) das superfícies
consolidadas mapeadas, as superfícies inconsolidadas foram individualizadas
apenas com base em sua constituição sedimentar.
Importante ressaltar a presença de um habitat ainda não estudado nesta
área, entretanto relatado por pescadores locais e de grande relevância para a
manutenção dos peixes-boi marinhos – as superfícies inconsolidadas com
presença de bancos de fanerógamas marinhas, encontrados na plataforma
interna.
A tabela 5 relaciona os habitat encontrados na plataforma interna e
externa da área de estudo.
Tabela 5. Habitat de substratos consolidados da plataforma (interna e externa).
Características Plataforma interna Plataforma externa
Profundidade 0 a 13-15 metros 13-15 a 50 metros
Sedimentares Sedimentos terrígenos /
siliciclásticos Sedimentos biogênicos /
carbonáticos
Faciológicas Lamas, areias finas a
médias Areias médias a cascalhos
Habitat
Recifes praiais Recifes submersos (algas) 13
a 20 metros Recifes intermarés
Recifes rasos Recifes submersos (algas e esponjas) 20 a 32 metros Bancos de fanerógamas
marinhas
Fundos inconsolidados siliciclásticos
Fundos inconsolidados carbonáticos
Os habitat foram organizados conforme as principais características
abióticas e bióticas para a plataforma interna e externa, com a seguinte descrição:
75
Plataforma interna (Pi) (Figura 6.4A): Superfície sedimentar terrígena, em
sua maioria composta por areias siliciclásticas finas a médias (AS1b), com
sedimentos mistos próximos a áreas recifais costeiras (AS2b e AB2b) e
sedimento lamoso misto (LL1x) nas áreas anteriores aos recifes. Estende-se
desde as praias até profundidades de 13 a 15 metros.
*Características faciológicas descritas no Capítulo 5 (Figura 5.2).
Além do fundo inconsolidado, a plataforma rasa apresenta os seguintes
habitat de fundos consolidados: recifes praiais (Rp): superfícies recifais mistas
(beachrocks – áreas planas e arenitos ferruginosos – áreas rugosas) encontradas
junto às praias, exibindo rochas nuas em grande parte de sua área, com a
presença de alguns organismos como moluscos (gastrópodes e bivalves) e
crustáceos; recifes intermarés (Ri): como os anteriores, são superfícies recifais,
compostas por beachrocks (superfícies planas) e em algumas áreas com
incrustações significativas de arenito ferruginoso (superfícies rugosas),
localizadas em áreas intermarés próximas às praias (300 metros a 2 quilômetros
de distância de sul para o norte). Exibem algas folhosas e filamentosas, com
relevante quantidade de algas pardas, além de moluscos, crustáceos e corais
duros e moles; recifes rasos (Rrv): compostos por superfícies recifais mistas,
análogas aos recifes intermarés quanto à conformação física, contudo
apresentando maior quantidade de cobertura viva, principalmente relacionada a
algas filamentosas, além dos corais duros e moles. Algumas áreas próximas aos
recifes rasos apresentam bancos de fanerógamas (Fm), locais importantes para a
manutenção do peixe-boi marinho.
Plataforma externa (Figuras 6.4B e C): Superfície sedimentar carbonática,
composta em grande porcentagem por algas calcáreas e outros organismos
relacionados ao fundo e à coluna d’água (areia grossa/cascalho carbonáticos) –
fácies AB2a, CB2. Estende-se desde o limite com a plataforma rasa ou interna (13
a 15 metros) até a quebra da plataforma (mais de 50 metros). Esta superfície é
reconhecida localmente como restinga biodetrítica marinha e apresenta-se plana
em grande extensão, ou com a formação de mega-ripples ou pequenas dunas
submersas (Fo).
76
Além do fundo inconsolidado, a plataforma externa apresenta os
seguintes habitat de fundos consolidados: recifes submersos – cobertura de algas
(HabRFa) (Figura 6.4B) que constituem superfícies recifais com conformação e
tamanho variáveis, ocorrendo de forma espaçada desde os 13 até os 20 metros
de profundidade, integram o alinhamento de Pedra do Felix, passando por
Barreirinhas até Cabeço do Leandro e Badejo. Apresentam uma porcentagem de
cobertura de algas maior, relativamente a esponjas e corais, com predomínio de
algas folhosas, filamentosas e também calcárias em alguns recifes. Recifes
submersos fundos - cobertura de algas e esponjas (HabRFae) (Figura 6.4C) que
são superfícies recifais localizadas em profundidades maiores que 20 metros,
comparativamente aos recifes do terceiro alinhamento, apresentam maior
quantidade de cobertura por esponjas, e também de recobrimento por algas
calcárias. É notável o predomínio das esponjas na composição da macrofauna,
que aumenta gradativamente com a profundidade. Este habitat integra o
alinhamento entre os recifes Pedra Fogo, Felipe e Pedra do Lima.
A figura 6.4. exibe os habitat em planta, distribuídos ao longo da
plataforma: recifes fundos dominados por algas (HabRFa); recifes fundos
dominados por algas e esponjas (HabRFae); recifes rasos mapeados (Rrv) e
ainda não mapeados (Rrp); recifes intermarés (Ri); recifes praiais (Rp); áreas de
ocorrência de fanerógamas marinhas, através de informações de pescadores
locais (Fm); e pequenas dunas carbonáticas submersas ou feições sedimentares
onduladas (Fo). Contém também as isóbatas (Bat) e os principais pontos de
pesca na região (Ppm).
Também são representados na figura 6.4 os setores da plataforma
conforme sua característica de cobertura sedimentar superficial: interna (Pi);
interface entre a plataforma interna e externa (Pi-e) e; a plataforma externa (Pe).
A figura 6.5 exibe as fotos dos habitat de fundo consolidado para a região.
77
Figura 6.4. Mapa de habitat para a área de estudo. (A) Habitat da plataforma rasa; (B) Habitat da plataforma externa – recifes fundos dominados por algas; (C) Habitat da plataforma externa – recifes fundos dominados por algas e esponjas.
78
Figura 6.5. Habitat de fundo consolidado. (A) recifes praiais (arenitos de praia); (B) recifes praiais (arenitos ferruginosos) e intermarés; (C) recifes intermarés (parrachos de Pirangi); (D) recifes rasos; (E) recifes rasos (sedimentos mistos); (F) recifes fundos dominados por algas (Barreirinhas); (G) recifes fundos dominados por algas (Mestre Vicente); (H) recifes fundos dominados por algas e esponjas. Imagens cedidas pelo Projeto Ponta de Pirangi.
Rp
Ri
Rp
Ri Rrv
Rrv
HabRFa
HabRFa HabRFae
A B
C D
E F
G H
79
6.1. Habitat associados aos fundos consolidados de Pirangi
Embora as pesquisas relacionadas aos padrões bióticos possuam
abordagem, análise, métodos e direcionamentos distintos, foi possível avaliar na
área de estudo, a distribuição espacial de grupos e espécies bentônicas,
integrando tais dados a informações abióticas (i.e. batimetria, declividade,
sedimentologia, textura). As análises bióticas integradas permitiram uma visão
geral, desde as zonas rasas até as mais profundas, da composição da
macrofauna bêntica e grupos tróficos associados (i.e. ictiofauna).
A descrição e análise dos parâmetros integrados permitiu avaliar os
quatro alinhamentos recifais de acordo com as características de cobertura
bentônica, demonstrando que com o aumento da distância da costa há
consequente tendência de aumento na cobertura por algas calcárias e esponjas e
redução na cobertura de algas folhosas e filamentosas.
A análise de agrupamento integrando profundidade, distância da costa e
cobertura bentônica distinguiu os recifes costeiros e fundos (Figura 6.2).
Entretanto, ao avaliar apenas as características bióticas (Figura 6.3) a
individualização entre os alinhamentos três e quatro não ficou clara nesta análise,
devido basicamente à grande quantidade de esponjas recobrindo os recifes de
Mestre Vicente e Pedra do Felix em comparação com os demais do terceiro
alinhamento. Os recifes Pedra do Felipe e Fogo, por apresentarem maior
quantidade de algas calcárias também se apresentaram isolados dos demais. A
avaliação de correlação recifal poderia mostrar resultados mais satisfatórios, caso
houvesse à disposição, dados de ictiofauna para todas as superfícies
consolidadas.
As superfícies que conformam os habitat de fundos consolidados na área
de estudo, possuem característica arenítica, base para incrustação da cobertura
biótica, como algas, esponjas e, em menor escala, corais. Estes organismos
promovem suporte para uma série de outras espécies marinhas se fixarem e
contribuem de maneira significativa para a cadeia trófica associada (Wahl, 2009).
Tews et al., (2004) recomendam que a diversidade de espécies marinhas é
80
dependente da heterogeneidade e diversidade dos habitat disponíveis. Assim,
quanto mais heterogêneo, rugoso, com composições variadas de fundo,
profundidades e fatores físicos/biológicos como a incidência de correntes e
ressurgência, mais rico em diversidade este habitat pode ser.
Como característica-chave para definição dos habitat da região de
Pirangi, destaca-se a clara separação entre os sedimentos superficiais terrígenos
até 13 a 15 metros e carbonáticos até a quebra da plataforma, além das
peculiaridades de cada formação recifal distribuída ao longo da área. Sendo uma
plataforma tropical relativamente estreita, rasa e com a zona fótica atingindo sua
quebra, a área de estudo apresenta características de ambiente marinho tropical
de águas rasas (Sanders, 1968).
A diferenciação da sucessão biótica, em conjunto com os aspectos
abióticos avaliados, foram utilizados na definição dos habitat de fundo
consolidado para este trecho da plataforma. Entretanto, vale ressaltar a
importância dos habitat de fundo inconsolidado, ainda pouco conhecidos para
esta região.
Superfícies sedimentares carbonáticas, como a encontrada na área
externa da plataforma estudada, pode ser considerada uma superfície “viva”, rica
em organismos constituintes da micro e meso epifauna e infauna bentônicas
(Snelgrove, 1999; Wahl, 2009). Esta superfície, reconhecida localmente como
restinga biodetrítica marinha, é composta de fragmentos de algas (rodolitos), além
de macro e micro-organismos carbonáticos e recoberta por algas e esponjas.
Estes substratos são um habitat comum nas plataformas tropicais, apresentando
elevada biodiversidade (Wilkinson & Cheshire, 1990; Snelgrove, 1999; Brooke et
al., 2012). Todavia, para a área de estudo, sua riqueza e importância ainda são
subestimadas e pouco conhecidas.
Nesta porção da plataforma brasileira (rasa e fótica – desde as
proximidades com a costa até 30 metros de profundidade), há uma variação
positiva na rugosidade, heterogeneidade e complexidade nos habitat de fundos
consolidados (dos recifes praiais até os fundos), com o aumento da profundidade
e distância da costa (Grimaldi, 2014; Souza, 2015). Ademais, ocorre uma
81
sucessão de recobrimentos, partindo de rochas nuas (recifes praiais), algas
folhosas e filamentosas (recifes intermarés e rasos) para algas folhosas,
filamentosas e calcáreas, além de esponjas (recifes fundos dominados por algas)
e por fim algas calcárias e esponjas em grande quantidade (recifes fundos
dominados por algas e esponjas) (Azevedo, 2011; Barboza, 2014; Grimaldi, 2014;
Souza, 2015), que também se reflete na composição da ictiofauna associada ao
fundo.
A variação na composição dos substratos recifais costeiros é largamente
dependente do período de exposição, rugosidade e níveis de stress ambiental aos
quais os organismos associados ao fundo estão submetidos (Wahl, 2009). Os
habitat dos recifes intermarés possuem áreas relativamente planas, que
permanecem aproximadamente de três a quatro horas emersas, durante as
marés baixas, além de áreas rugosas (com incrustações de arenitos
ferruginosos), as quais permanecem aproximadamente sete horas expostas, em
alguns locais (Barboza, 2014).
O maior tempo de exposição ocasiona temperaturas mais elevadas e
justifica a alta densidade de crustáceos, conhecidos como cracas, encontrados
nas áreas intermarés rugosas, uma vez que são organismos adaptados a essas
condições de estresse (Stephenson & Stephenson, 1972; Anderson, 1994; Wahl,
2009). Apesar das condições adversas (impacto de ondas, grandes variações
físico-químicas e de temperatura diárias, estresse relativo a tempo de exposição
aérea), a topografia acidentada do substrato das áreas intermarés, principalmente
àquelas rugosas, permite a formação de poças de maré que atuam como micro-
habitat (Nybakken & Bertness, 2004), possibilitando a ocorrência de espécies
também adaptadas a estas condições e assim, aumentando a biodiversidade local
deste habitat.
Apesar de cada recife apresentar características próprias, é possível, a
partir das informações disponíveis em Grimaldi (2014) e Souza (2015), apontar
que os recifes localizados em maiores profundidades possuem, em geral,
característica de maior recobrimento por esponjas. As esponjas são um
componente estrutural e funcional importante nos recifes fundos de Pirangi,
82
devido à alta diversidade de espécies, abundância de indivíduos e biomassa
(Grimaldi, 2014). A abundância de esponjas evidencia locais com elevado
material em suspensão disponível para organismos filtradores (Wilkinson &
Cheshire, 1990; Gili & Coma, 1998; Carballo, 2006).
A alta energia hidrodinâmica desta região da plataforma brasileira (Testa
& Bosence, 1998 e 1999; Knoopers et al., 1999; Bittencourt et al., 2005; Vital et
al., 2008), com correntes de fundo capazes de remobilizar os sedimentos desde a
plataforma externa, contribui – juntamente com a disponibilidade de matéria
orgânica – para uma maior quantidade de esponjas a recobrir os recifes fundos.
Habitat de recifes recobertos por algas e esponjas são apontados como
locais fundamentais para a ciclagem do carbono. As esponjas são capazes de
filtrar o carbono particulado na água, contribuindo para o controle do processo de
acidificação dos oceanos (Reiswig, 1981; Wilkinson & Cheshire, 1990; Wahl,
2009).
Wilkinson & Cheshire (1990), como também Nichol et al., (2012)
encontraram um padrão de sucessão na cobertura de esponjas oposto ao
observado na área de Pirangi, indicando maior biomassa e distribuição de
esponjas na plataforma interna e uma diminuição na ocorrência destes
organismos com o aumento da distância da costa, tanto na região leste como
oeste da plataforma australiana.
No entanto, é reportado por Wilkinson & Cheshire Op. cit., Wahl (2009) e
Nichol et al., (2012) que maiores quantidades de matéria orgânica disponíveis no
meio, e/ou maior remobilização sedimentar por correntes de fundo ocasionam
aumento no desenvolvimento das esponjas na plataforma. Observando o mapa
de conteúdo de matéria orgânica nas amostras (figura 5.2), percebe-se o
incremento na distribuição deste componente nos sedimentos das áreas externas
da plataforma.
Os recifes do Atlântico (plataforma continental de Belize) apresentam
similaridades com a área de estudo, referente à biomassa de esponjas, exibindo
incremento a partir dos 10 metros de profundidade até próximo aos 20 metros
83
(Wilkinson & Cheshire, 1990). Entretanto, diferentemente da plataforma leste
potiguar, onde é notável o aumento gradativo na quantidade até os recifes mais
fundos (26 a 28 metros), na plataforma de Belize, após os 20 metros, ocorre
diminuição na abundância destes organismos.
Comparando a distribuição de esponjas sobre substratos consolidados
em plataformas tropicais do Atlântico (Caribe) e do Pacífico (leste da Austrália),
Wilkinson & Cheshire Op. cit. observaram que as áreas recobertas por esponjas
no Atlântico desenvolvem biomassa de cinco a seis vezes superior à encontrada
na área da Grande Barreira de Corais.
Quanto à ictiofauna, ocorre aumento na densidade, diversidade e
biomassa dos recifes praiais e rasos para os recifes fundos (Grimaldi, 2014;
Souza, 2015). A grande presença de indivíduos adultos associados aos recifes
fundos (Souza, 2015), além dos grupos tróficos mais frequentemente
encontrados, invertívoros, seguidos dos herbívoros, corroboram a inter-relação
entre os habitat bentônicos mapeados e a composição ictiofaunística (Garcia,
2006; Grimaldi, 2014; Souza, 2015).
Torquato (2010) aponta que os recifes costeiros apresentam diversas
espécies em estágio juvenil, de importância comercial, e algumas espécies, tais
como o Lutjanus analis, em situação vulnerável, de acordo com a lista vermelha
publicada pela International Union for Conservation of Nature (IUCN). A
diversidade de peixes entre as áreas recifais praiais e intermarés é similar, sendo
as áreas de maior complexidade, os recifes intermarés, com maior número de
espécies e índices de biodiversidade como rugosidade, variedade de forma de
crescimento, altura, categoria de refúgio, cobertura viva e substrato duro –
apresentam estrutura de assembleia de peixes mais complexa (Torquato, 2010;
Souza, 2015).
A abundância e diversidade encontradas nas áreas próximas aos recifes
fundos demonstram indícios de sobre-pesca, com elevada abundância de
hemulídeos (invertívoros), de pequeno porte, além de baixa abundância de
espécies de peixes de maior porte, carnívoros e herbívoros (espécies alvo da
pesca) (Torquato, 2010; Grimaldi, 2014; Souza, 2015).
84
De acordo com Garcia, (2006), a maior diversidade de espécies de peixes
na plataforma potiguar se encontra associada às áreas recifais costeiras e fundas,
sendo 61% das espécies estritamente dependentes dos recifes ao longo do seu
ciclo de vida e 89% associadas a eles em alguma etapa da vida.
Ainda segundo Garcia Op. cit., a ictiofauna desta região é intimamente
relacionada à dos estados vizinhos, notadamente Paraíba e Pernambuco,
havendo uma grande probabilidade de conexão faunística entre os recifes
situados na plataforma desta região. Garcia indica que a similaridade
ictiofaunística é determinada pela analogia de habitat da plataforma e
características similares na físico-química da água do mar.
A inter-relação entre o habitat bentônico e comunidades faunísticas
integrantes da coluna d’água (zona nerítica epipelágica) demonstra a importância
das superfícies consolidadas para a alimentação destes grupos, evidenciando o
fator bottom-up (recife é base para a comunidade de peixes associada)
(Snelgrove, 1999; Wahl, 2009; Grimaldi, 2014). Last et al., (2010) propõem que
como definição de riqueza de habitat deve-se considerar a classificação
hierárquica baseada na biodiversidade bentônica (fator bottom-up), para aplicação
no planejamento e gestão da plataforma.
A presença de espécies e comunidades que compõem os habitat da área
estudada pode ser extrapolada e predita para áreas de características similares
(Kraan et al., 2010; Brown et al., 2011). Desta forma, o mapa de habitat gerado
proporciona uma visão integrada dos fatores abióticos e bióticos conhecidos para
o local, contendo uma previsão de distribuição para as espécies analisadas e
composição dos habitat ao longo da plataforma.
O mapa de habitat sugerido deve ser considerado para gerenciamento e
conservação marinha e deve ser utilizado em conjunto com outras informações
disponíveis referentes ao uso de recursos marinhos como a pesca, características
físicas e geo-políticas locais e regionais (Harris & Whiteway, 2009; Rice et al.,
2011; Yamanaha et al., 2012).
85
Capítulo 7 – Conclusões _________________________________________________________________
A tese revelou os padrões da geomorfologia e heterogeneidade do
substrato da região de Pirangi – plataforma continental Leste do Estado do Rio
Grande do Norte – utilizando métodos hidroacústicos para o mapeamento de
feições submersas em detalhe (batimetria mono e multifeixe, dados de sonar de
varredura lateral), informações detalhadas para avaliação dos sedimentos
superficiais, quanto ao tipo, granulometria, composição, textura e matéria
orgânica. E de forma inédita, para este trecho da plataforma brasileira, integrou a
estas informações dados pretéritos sobre a biodiversidade da área, com a
elaboração de um mapa de habitat com ênfase nos fundos consolidados.
De maneira geral, a contiguidade entre esta região e as plataformas da
Paraíba e Pernambuco, lhe confere muitas similaridades, referentes ao perfil
batimétrico, largura, declividade, feições distribuídas ao longo da plataforma e
características dos substratos. A plataforma leste potiguar exibe baixo gradiente
de variação no relevo em grande parte de sua área, além de ser estreita e seus
substratos dominados por sedimentação carbonática recente. Nesta porção, a
largura observada até a quebra da plataforma é de 20 a 22 km, com referência
aos perfis G e H (pág. 43), onde em profundidades na ordem de 50 a 60 metros
observou-se gradiente de variação angular de 1:15 (análogo à regiões de talude
continental). Este limite ocorre ao largo das praias de Pium e Barreira do Inferno.
Ao sul do perfil G ocorre uma mudança na orientação da costa em direção leste,
não sendo possível a observação da quebra da plataforma.
Quanto à avaliação da composição sedimentar, também foram
observadas similaridades entre este trecho da plataforma e as plataformas dos
estados vizinhos a sul, contudo distinções em relação as áreas nordeste e
setentrional do Rio Grande do Norte. Nesta porção da plataforma leste do Rio
Grande do Norte, os sedimentos de origem terrígena estão distribuídos em uma
estreita faixa, que variou de 2 quilômetros de distância da costa nos setores norte
e sul a 4,5 quilômetros na porção central. Esta característica é similar à
86
observada para setores ao sul da área de estudo, onde a plataforma com
cobertura prioritariamente carbonática se inicia, em alguns pontos, a menos de 1
quilômetro de distância da costa.
Ocorrendo desde a zona litorânea até a quebra, geralmente alinhados
com a linha de costa atual, os arenitos de praia, representam feições
proeminentes na morfologia. Os corpos recifais exibem padrão de lineamentos no
sentido NNW-SSE, similares ao da linha de costa atual e estão distribuídos em
um total de quatro alinhamentos. O primeiro localiza-se próximo ou sobre a praia
atual, o segundo conforma os recifes intermarés e rasos, o terceiro em uma
porção mais afastada (13 a 20 metros) envolve os recifes Barreirinhas e Pedra
dos Meros e o quarto, mais profundo (20 a 32 metros), segue o alinhamento de
Pedra Fogo, Felipe e do Lima. Os alinhamentos encontrados confirmam a
hipótese de contiguidade para linhas de costa pretéritas, observada em estudos
prévios para regiões de plataforma a sul e a norte da área, apresentando, porém,
algumas variações tanto na posição com relação à costa, como na profundidade
relativa atual.
Períodos glaciais e interglaciais controlam variações eustáticas ou de
nível do mar, promovendo a exposição aérea ou recobrimento da plataforma
pelas águas. A exposição da plataforma em momentos de nível do mar baixo
propiciou o transporte e deposição de sedimentos terrígenos ao longo de toda a
plataforma, até áreas de talude continental, formando vales fluviais e situando a
linha de costa em diferentes posições. Desde o último período glacial máximo a
aproximados 12 mil anos atrás, quando a plataforma esteve emersa, houveram
sucessivos períodos de transgressão marinha (subida ou variação positiva do
nível do mar), marcada por momentos de estabilização. Em alguns destes
momentos, condições ótimas para a formação dos lineamentos areníticos
preservaram na paisagem costeira e marinha as posições relativas de linhas de
costa, no período geológico recente.
Outro importante componente preservado na geomorfologia da plataforma
de Pirangi é o vale submerso ou paleo-canal encontrado. Estes vales são
formados em períodos de nível do mar mais baixo que o atual e são
87
frequentemente relacionados a períodos de maior competência e vazão dos rios.
A preservação desta feição na plataforma esta relacionada à ausência ou
pequena taxa de deposição sedimentar atual nesta área, assim como descrito
para outros paleo-canais encontrados em plataformas mistas próximas, onde os
sedimentos constituintes são em grande parte relíquias de períodos deposicionais
anteriores.
O paleo-canal pode estar relacionado ao vale fluvial do Rio Pirangi,
entretanto a incisão do canal na plataforma ocorre próxima ao extremo sul da
área e deslocada com relação à posição da desembocadura, em
aproximadamente três quilômetros para sul. Após assumir a orientação S-N
inicialmente, em determinado ponto o canal subdivide-se em dois ramos, com
direção de drenagem E-W, distando cerca de quatro quilômetros um do outro.
Esta alteração pode estar relacionada ao abandono de um dos canais em
determinado período, provocado por variação na drenagem ou por deposição
sedimentar. A mudança de orientação observada no paleo-canal pode demonstrar
algum controle geológico orientando os canais inicialmente em sentido S-N, para
posteriormente tomarem o sentido E-W nas áreas médias e externas da
plataforma leste de Pernambuco ao Rio Grande do Norte. Este canal,
especificamente, pode ter tomado o sentido S-N devido à barreira física
promovida pelos recifes costeiros, hoje em posição intermaré ou rasa (até 4m de
profundidade).
Pequenas dunas submersas ou mega-ripples foram reportadas entre
profundidades de 14 a 24 metros, com composição carbonática. Estes relevos
são descritos em áreas mais rasas e próximas à costa para a plataforma nordeste
potiguar. As pequenas dunas com orientação NNW-SSE ocorrem já em uma área
externa da plataforma. Estas formas encontradas em áreas de sedimentação
superficial carbonática podem estar superficialmente recobrindo sedimentos
terrígenos relíquias ou em formação por correntes de fundo competentes.
Devido à pequena faixa de distribuição dos sedimentos terrígenos (uma
característica de déficit sedimentar), além de ocorrência de fundos rochosos,
paleo-vale não preenchido e feições sedimentares lineares ou onduladas
88
formadas por sedimentação carbonática atual, a plataforma pode ser considerada
“faminta” de sedimentos. Assim como descrito para áreas próximas e que
apresentam os sedimentos terrígenos relíquias, sem contribuição significativa de
sedimentos continentais recentes. A característica sedimentar demonstra a
elevada produção carbonática, contribuindo para a formação dos sedimentos
superficiais e ausência de contribuição continental recente.
O padrão de distribuição das diferentes fácies encontradas exibe
sedimentos mais finos próximos à costa e grossos em sua porção externa.
Evidencia, ainda, o limite para os sedimentos costeiros terrígenos a dois
quilômetros da costa nos extremos sul e norte e a 4,5 quilômetros na porção
central. Por também não apresentar padrões diversos com relação à declividade –
tão claramente como em outros setores da plataforma a norte – sugere-se que
esta porção seja subdividida quanto à sua composição sedimentar bem marcada,
em plataforma interna (sedimentos terrígenos) até o limite entre 13 e 15 metros de
profundidade e plataforma externa (sedimentos carbonáticos) até a quebra, assim
como outras plataformas tropicais de margens passivas ao redor do globo e com
características similares, como padrões de clima seco e pequena descarga fluvial.
Quanto à integração das informações abióticas com as bióticas, embora
as pesquisas relacionadas aos padrões de biodiversidade possuam abordagem,
análise, métodos e direcionamentos distintos, foi possível avaliar a distribuição
espacial de grupos e espécies bentônicas, integrando tais dados a informações
abióticas (i.e. batimetria, distância da costa, declividade, sedimentologia, textura).
As análises bióticas integradas permitiram uma visão geral, desde as zonas rasas
até as mais profundas, da composição da macrofauna bêntica e grupos tróficos
associados.
Como característica-chave para definição dos habitat da região, destaca-
se a clara separação entre os sedimentos superficiais terrígenos e carbonáticos,
além das peculiaridades de cada formação recifal distribuída ao longo da área. A
diferenciação da sucessão biótica, em conjunto com os aspectos abióticos foi
utilizada na definição dos habitat de fundo consolidado para este trecho da
89
plataforma, entretanto, vale ressaltar a importância dos habitat de fundo
inconsolidado, ainda pouco conhecidos para esta região.
A distribuição de grupos foco (i.e. cobertura de algas e esponjas) foi
utilizada para o mapeamento dos habitat de fundos consolidados, integrando a
análise de características ambientais. As superfícies que conformam os habitat de
fundos consolidados na área de estudo possuem característica arenítica, base
para incrustação da cobertura biótica (algas, esponjas e, em menor escala,
corais). Estes organismos promovem suporte para uma série de outras espécies
marinhas se fixarem e contribuem de maneira significativa para a cadeia trófica
associada. A inter-relação entre o habitat bentônico e comunidades faunísticas
integrantes da coluna d’água (zona nerítica epipelágica) demonstra a importância
das superfícies consolidadas para a alimentação destes grupos, evidenciando o
fator bottom-up.
Nesta porção da plataforma brasileira (rasa e fótica – desde as
proximidades com a costa até 30 metros de profundidade), há uma variação
positiva na rugosidade, heterogeneidade e complexidade nos habitat de fundos
consolidados (dos recifes praiais até os fundos), com o aumento da profundidade
e distância da costa. Ocorre uma sucessão de recobrimentos, partindo de rochas
nuas (recifes praiais), algas folhosas e filamentosas (recifes intermarés e rasos)
para algas folhosas, filamentosas e calcáreas, além de esponjas (recifes fundos
dominados por algas) e, por fim, algas calcárias e esponjas em grande
quantidade (recifes fundos dominados por algas e esponjas), que também se
reflete na composição da ictiofauna associada ao fundo. A alta energia
hidrodinâmica, com correntes de fundo capazes de remobilizar os sedimentos
desde a plataforma externa, contribui – juntamente com a disponibilidade de
matéria orgânica – para uma maior quantidade de esponjas a recobrir os recifes
fundos.
A análise dos parâmetros abióticos e bióticos integrados permitiu avaliar
os quatro alinhamentos recifais de acordo com as características de cobertura
bentônica, demonstrando que com o aumento da distância da costa há
consequente aumento na cobertura por algas calcárias e esponjas e redução na
90
cobertura de algas folhosas e filamentosas. A análise de agrupamento integrando
profundidade, distância da costa e cobertura bentônica distinguiu os recifes
costeiros e fundos.
De maneira geral, foi possível caracterizar e individualizar os habitat para
fundos consolidados, com base nas características físicas e na cobertura
bentônica por grupos foco, apresentando a distribuição espacial destes habitat no
mapa produzido. O mapa de habitat gerado proporciona uma visão integrada dos
fatores abióticos e bióticos conhecidos para o local, contendo uma previsão de
distribuição para as espécies analisadas e composição dos habitat ao longo da
plataforma. Desta forma, a presença de espécies e comunidades que compõem
estes habitat pode ser extrapolada e predita para áreas de características
similares na plataforma tropical brasileira.
A compreensão do ambiente abiótico de Pirangi, com a contribuição desta
tese, hoje apresenta um nível de detalhe que pode colaborar na aquisição de
novas informações bióticas, para a compreensão da distribuição espacial de
espécies e grupos associados aos substratos, além dos organismos que vivem na
coluna d’água. É importante ressaltar que os estudos para a integração de
informações bióticas e abióticas neste trecho da plataforma ainda encontram-se
em fases iniciais e para uma melhor compreensão da distribuição de habitat e
avaliações estatísticas utilizando séries de variáveis, ainda são necessários
maiores esforços amostrais, tanto em superfícies consolidadas, como em
superfícies inconsolidadas.
O mapa de habitat sugerido deve ser considerado para gerenciamento e
conservação marinha e utilizado em conjunto com outras informações disponíveis
referentes ao uso de recursos marinhos como a pesca, características físicas e
geo-políticas locais e regionais. Esta análise auxilia na avaliação de áreas mais
ou menos sensíveis à exploração, contribuindo para o planejamento nos setores
público e privado de atividades na plataforma continental, de forma a minimizar
possíveis impactos ambientais, como por exemplo, na instalação de estruturas
físicas próximas a áreas recifais.
91
Capítulo 8 – Recomendações _________________________________________________________________
A aquisição de informações através de técnicas hidroacústicas, deve ser
realizada para toda a plataforma, expandindo a análise e proporcionando uma
visão ampla e fidedigna do fundo marinho;
Coletas de amostras dos substratos consolidados, para análise da petrografia
e datação, permitiriam o conhecimento do tipo de rocha que compõe o
substrato e sua correlação com a estratigrafia da região, além da confirmação
das datas aproximadas de formação das linhas de costa submersas;
Estudos integrados em oceanografia, dinâmica da plataforma, físico-química,
levantamentos faunísticos e florísticos, de dinâmica de populações e de
comunidades, além de avaliação de estoques pesqueiros, auxiliariam no
reconhecimento de padrões, melhorando a compreensão sobre o ambiente
plataformal;
A normatização ou padronização de técnicas para aquisição de informações
bióticas favoreceria a integração de dados em diferentes escalas e planos
espaciais, para comparações e análises estatísticas com maior número de
variáveis representativas e confiáveis e formatação de modelos preditivos;
Intensificar os estudos sobre os controles que envolvem os habitat e os
efeitos/influência de cada habitat no ambiente marinho;
Mapear habitat restritos e fundamentais para a manutenção de espécies
vulneráveis, como locais de alimentação de tartaruga-de-pente, de vida e
crescimento de espécies comerciais com estoques em declínio, áreas de
fanerógamas marinhas (ambiente essencial para a vida do peixe-boi
marinho), áreas de passagem de Baleias-Jubarte e de vida e alimentação de
espécies de cetáceos, por exemplo.
92
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115
ANEXO 1 _________________________________________________________________
Artigo:
Morphology and Heterogeneity of the Brazilian Tropical Shelf – Case
Study: Pirangi area, Eastern sector of Rio Grande do Norte Shelf
* Artigo submetido em Agosto de 2015 à RBGf (Revista Brasileira de Geofísica),
em inglês. O artigo está em fase de revisão. As figuras são referenciadas com a
numeração do corpo da tese, evitando repetições neste documento.
116
Morphology and Heterogeneity of the Brazilian Tropical Shelf – Case Study: Pirangi
area, Eastern sector of Rio Grande do Norte Shelf
Guilherme Cherem S. Pierri1; Helenice Vital
2; Luciana S. Esteves
3
1 ; 2 Programa de Pós-graduação em Geodinâmica e Geofísica – PPGG-CCET, Departamento de Geologia, Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, Campus Universitário, Natal, RN, Brasil. [email protected]; [email protected] /
3 Bournemouth University – Faculty of Science and Technology - Talbot Campus, Poole,
Dorset, UK. [email protected].
Resumo
Este estudo apresenta em detalhes inéditos a caracterização geomorfológica e
sedimentar de uma área da plataforma continental tropical, no setor leste do Rio Grande
do Norte, adjacente as praias de Pirangi e Cotovelo. Em particular, dados obtidos através
de sísmica de alta resolução (sonares de varredura lateral, mono- e multi-feixe)
possibilitaram a identificação de diferentes formas e tipos de substratos, tanto rochosos
(e.g. recifes, arenitos de praias), evidenciando possíveis antigas linhas de costa, quanto
inconsolidados (e.g. substrato plano, marcas de ondas, dunas submersas) que fornecem
indicação quanto à hidrodinâmica local. A integração dos resultados obtidos permitiram
subdividir esta porção da plataforma continental brasileira em plataforma interna e
externa. A plataforma interna é caracterizada pela presença predominante de sedimentos
terrígenos, com extensão média de 3 km (sul) a 6.5 km (norte) e limitada pela
profundidade de 15 m; enquanto a externa, se estende até a quebra da plataforma, em
média a profundidade de 50 m, e é recoberta por sedimentos 100% carbonáticos, de
origem biogênica. Este estudo avança no conhecimento da morfologia e sedimentos
associados de uma área da plataforma continental tropical brasileira, a qual ainda é
pouco conhecida e atualmente sob pressão de crescentes usos, como pesca, navegação,
poluição da água e exploração mineral. As informações fornecidas podem ser
consideradas de base para comparação com outros estudos, bem como projetos de uso
e gestão do espaço marítimo.
Palavras-chave: plataforma continental; geomorfologia submarina; paleolinhas de costa,
cobertura sedimentar
Abstract
This study presents, with unprecedented detail, the geomorphic and sedimentological
characterisation of an area from the NE Brazilian tropical shelf situated on the eastern
sector of Rio Grande do Norte State. In particular, data obtained from side-scan, single-
and multi-beam sonars allowed identification of some contrasting areas, such as rocky
substrate (e.g. reefs, beachrocks), evidencing possible palaeo-shorelines, and
unconsolidated sandy substrate (e.g. flat bottom, ripples, submerged dunes), give an
indication of hydrodynamics. Data integration allow the division of the study area in inner
and outer shelf. The inner shelf is characterised by a dominant siliciclastic sediment cover
117
limited by 15 m depth, while the outer shelf extend until the shelf break, and is essencially
(100%) carbonatic of biogenic origin. This study advances the knowledge of the
morphology and associated sediments of an area of the tropical Brazilian shelf, which is
little understood, and currently under pressure from fishing, navigation, water pollution and
oil exploration. The information provided serve as baseline and comparison to other
studies, further management and conservation projects for this marine environment.
Keywords: continental shelf; submarine geomorphology; palaeo-shorelines, sediment cover.
Introduction
Continental shelves represent an important global zone between the continent dominated
by humankind and the ocean. They host a continuously increasing quantity of natural
resources of economic significance that may be at risk both by rapidly changing natural
processes and by anthropogenic impact. Therefore using and deciphering shelf records is
essential in order to increase our ability to understand the various natural processes and
geohazards, their modification by human activities, and our predictive capacity for
avoiding and mitigating undesirable future perturbations (Barrie et al., 2013; Chiocci &
Chivas, 2014). To achieve this goal is imperative the knowledge and systematic map of
the shelves. The use of high technology to recognize and mapping the seabed,
hydrodynamic characterization, and identification of geologic and oceanographic controls
of the continental shelf is essential to the development of offshore activities related, e.g. to
mineral exploration, oil and gas industry, renewable energy, and management of these
resources as well (e.g. Biju-Duval et al., 1982; Augustin et al., 1996; Blondel & Murton,
1997; Goff et al., 1999; Rutledge & Leonard, 2001; Cochrane & Lafferty, 2002; Lafferty et
al., 2006; Harris & Baker, 2012). The hydroacustical methods (e.g. side–scan sonar,
single- or multi-beam bathymetry, sub-bottom profiling) has been used worldwide to
investigate such marine environments. However, the Brazilian Continental shelf extension
was little surveyed until now. Despite the research on this shelf begun in the last century
(e.g. Branner J. C.1904; Coutinho & Kempf, 1972; França et al., 1976; Kempf et al., 1967;
Mabesoone, 1971; Milliman & Summerhayes, 1975), only in the last decades modern
methods has been applied, limited to small areas (e.g. Moscon & Bastos, 2010; Amado-
Filho et al., 2012; Dominguez et al. 2013; Nagai et al., 2014; Vital, 2014; Bastos et al.,
2015). The continental shelf adjacent to the Rio Grande do Norte state is an example of
this discrepancy, while where a lack of data, specially observed regarding its eastern
margin, several studies were conducted on the northern margin, based on satellite images
(Vianna et al., 1991; Tabosa et al., 2007), surface sea bed sediment sampling (Testa &
Bosence, 1998; Vital et al., 2005), to specific reefs investigations (e.g. Santos et al. 2007;
Cabral Neto et. al., 2011 and 2014), shelf morphology (Gomes et al. 2010, 2015), shelf
118
processes (e.g. Testa & Bosence, 1999; Lima & Vital, 2006; Tabosa, 2006), or high
resolution seismic-stratigraphy (Schwarzer et al., 2006; Vital et al., 2008). The aim of this
paper, with a view to filling this gap, is to map the morphology and heterogeneity of an
area on the eastern sector of the Rio Grande do Norte State shelf. The data collected
covers the shelf from the coast to shelf break (Fig. 1), and the most prominent features
are the intertidal reefs of Pirangi. The geographical coordinate limits for the area are: 1 -
5,88ºS 35,15ºW; 2 - 5,88ºS 34,99ºW; 3 - 6,01ºS 34,97ºW; 4 - 6,01ºS 35,10ºW, Datum
WGS84. The use of hydroacoustical methods for mapping submerged features are also
new for this area and the knowledge from this research should be compared to the
already gathered in other nearby areas. The expanded information about high-accuracy
sedimentology and geomorphology maps will provide an important knowledge for
management and conservation purposes.
(FIGURA 1.1 – TESE)
Figure 1. Location of the study area.
Climatic and oceanographic settings
The Eastern Rio Grande do Norte littoral and shelf has the atmospheric system marked by
the presence of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), and its oceanic currents lies
in the direct pathway of the northern variant of the oligotrophic South Equatorial Current
(SEC). The ITCZ rises from the convergence of the north-easterly and south-easterly
trade winds. The position of the ITCZ changes seasonally, being located farther north in
August-September and closest to the Equator in March-April, exerting a significant control
of the rainfall and wind regimes at the study site Nobre & Shukla (1996). Periods of
enhanced currents and wind speed are observed under three conditions: (1) during the
northward movement of the ITCZ (July-September); (2) during spring tides when
coinciding with strong winds (widely reported by local fishermen to result in, strong
currents and increased water turbidity, along the coast and up to 15-20 km offshore,
lasting 3 days); and (3) during periodic storms, often linked to the summer period
(January-March), when ITCZ is changing the movement to southward (Nimer, 1979;
Nobre & Shukla, 1996; Mcgregor & Nieuwolt, 1998). Pianca et al. (2010), based on data
from NOAA WaveWatch III, identify that the waves in the northeastern sector off Brazilian
shelf are dominated by SE and E quadrants, during the autumn, winter and spring and
with more evenly pattern during the summer with incidence of waves from the N, NE and
E quadrants; the wave periods vary mainly from 6 to 8s with longest periods reaching 14s;
the average wave heights vary from 1 to 3m with the biggest modeled waves reaching
3.4m off the coast, from the SE quadrant in the winter times. According to Servain et al.
119
(1990), the marine environment in the area is characterized by high temperatures of
surface waters, ranging from 26.5° Celsius in the winter to about 28.5° Celsius in the
summer; and the high salinity ranges between 36 and 37 and has seasonably variations
during the year, due to wet and dry seasons.
Receiving relatively low amount of continental sediments, the shelf is almost entirely
covered by biogenic carbonate material (Milliman & Summerhayes, 1975; Martins &
Coutinho, 1981; Vital et al., 2010, Vital, 2014). The high-energy hydrodynamic setting
results in coarse-grained, well-sorted sediments and wavy bed forms. Following the
Johnson & Baldwin's (1996) classification of shelves, in terms of hydrodynamic energy
regimes, the area could be classified as an oceanic current-dominated shelf. However,
depending on the time of year and the observations time scale, oceanic, wind and tidal
currents will all have influence on the hydrodynamics at different times of the year Nichols
(2009).
At present, coastal retreat is evidenced by active sea cliffs and scarped sandy dunes
(Vital, 2005; Vital et al., 2006; Pierri, 2008). Prominent features (beachrock and sandstone
reef-like ferruginous arenites) are common in intertidal areas and across the shelf, acting
as natural breakwaters, dissipating wave energy and reducing coastal retreat at some
places Ferreira Junior (2005).
Geological setting
The study area is placed in a tectonically stable low latitude tropical area, and geologically
inserted in the Pernambuco-Paraiba Basin between the sub-basins Natal and
Canguaretama (Matos, 1999). The Origin of this basin and the others from the Brazilian
eastern margin is related to the opening of the South Atlantic Ocean and considered one
of the last links between the American and African continents. The geological settings of
the coastline and continental shelf was first described by Darwin (1841) and Branner
(1903), who reported the occurrence of beach-rock lines (usually horizontal rocky
surfaces, with sandy matrix analog to beach deposits) on the beach face, sandy dunes
covering a wide area along the littoral and the steep coastal cliffs (later described as part
of Barreiras Formation), observed from the North to South East Brazilian coast (Bigarella
& Andrade, 1964; Ab'Saber, 1969; Suguio et al., 1986). Plus the beach-rock, the
ferruginous sandstone provided by the sea cliff erosion, offers hard structures to protect
the coast from incident waves, allowing the formation of coves and bays (Zeta form bays –
), that sets the Rio Grande do Norte coastline (Bigarella, 1975; Diniz, 1998; Amaral,
1999; Ferreira Junior, 2005; Pierri, 2008). The geological research on this continental
shelf advanced in the 1960’s and 1970’s (Kempf, et al., 1967; Mabesoone & Coutinho,
1970 and Coutinho & Kempf, 1972), demonstrating that the beach-rock lines extend from
120
the coast, across the shelf until close to the shelf break. It was reported then that the shelf
is dominantly covered by biogenic carbonates Coutinho & Kempf (1972). Beach-rocks
lineaments along the NE Brazilian shelf are found at specific water depths across the
intertidal zone (such as the Pirangi reefs) to the edge of the shelf. Studies suggest these
beach-rock lineaments represent palaeoshorelines formed during periods of sea level
stands (eg. Mabesoone 1964; Kempf, et al., 1967; Mabesoone & Coutinho, 1970;
Coutinho & Kempf, 1972; Dominguez, et al., 1990; Vianna, et al., 1991, Testa, 1997;
Testa & Bosense 1997; Barreto, et al., 2001; Amaral, 2002; Caldas, 2002; Vital, et al.,
2002; Ferreira Junior, 2005; Caldas et al. 2006; Stattegger et al., 2006; Vital, et al., 2007,
2008 and 2010 Gomes & Vital, 2010; Cabral Neto et al., 2010 and 2014). Sampling,
remote sensing, geophysical surveys undertaken in the 1990’s, suggested evidences for
the sediment stream from south to north along the shelf and that the inner shelf (up to
15m depth) was covered by mixed sediments, while carbonate dominates at greater
depths (Vianna et al., 1991, Testa, 1997; Testa & Bosence, 1998 and 1999). Further
investigations in the last decades confirmed the carbonate characteristic of the surface
sediments along the middle and outer shelf; stated the variations in sea level along the
quaternary period based on the formation of beach-rocks lines; and verified the relics of
ancient beaches and shorelines with beach-rocks microscope analysis and dating.
(Barreto, et al., 2001; Vital, et al., 2005, 2008 and 2010; Stattegger et al., 2006; Gomes &
Vital, 2010; Cabral Neto et. al., 2014). The continental shelf of Rio Grande do Norte
presents a mix of siliciclastic and bioclastic sedimentary coverage. Shallow and coastal
areas mainly exhibits terrigenous sediments (siliciclastic), however, changes in
composition are viewed along the shelf, due to bioclasts deposition and terrigenous and/or
relict sediments coverage (when the shelf was exposed to coastal processes of
sedimentary deposition), in the past and nowadays (Kempf et al., 1967; Coutinho &
Kempf, 1968; Mabesoone & Coutinho, 1970; Franca et al., 1976; Testa & Bosence, 1998;
Vital et al., 2010). Since the last maximum glacial, rising sea levels and warmer climate
have resulted in an input of bioclastic sediments that dominates the middle and outer shelf
(Coutinho & Kempf, 1968; Mabesoone & Coutinho, 1970; Mabesoone, 1971; Testa,
1997).
Submerged dunes of varying height formed of terrigenous siliciclastic sediment were
mapped about 100km to the north of the study area Testa & Bosence (1998). This
material suggests the deposition during a lower sea-level, when the shelf was exposed to
winds and to a greater amount of coastal sediments (which were deposited), showing the
relevance of the Quaternary period in the composition of the shelf surface sediments
Testa (1997). The carbonate sea beds are generally associated with the presence of
121
organisms that secrete carbonate in their decomposition. The presence of these
organisms in most of tropical Brazilian shelf is due to the hot waters and the photic zone,
an ideal environment to support the development and presence of carbonate-secreting
benthic and pelagic marine organisms, contributing for the nature of the sediment with
shells, skeletons, algae thallus, foraminifera, and so on (Ginsburg & James, 1974;
Milliman, 1977; Wilson et al., 2012). As other low latitude shelves, with little fluvial
influence, deposits of calcareous algae (rhodolith banks), represents a greater part of the
carbonate surface sediments (Milliman, 1977; Testa 1997; Testa & Bosence, 1999;
Vecsei, 2000; Amado-Filho, et al., 2012). The presence of submerged reefs in tropical or
sub-tropical shelves (important sites for organisms aggregation), can also provide a
substantial amount of superficial carbonate sediments to nearby areas (Testa & Bosence
1998; McKergow, et al., 2005; Hewins & Perry, 2006; Browne et al., 2013).
Methods
This study involves data collection and analysis of: sediment samples, side-scan sonar
images and bathymetry from single and multi-beam echo sounders to identify bed forms
and sediment patterns. The methods for data collection and analysis described in this
section were selected and applied with the objective of characterizing the morphology and
seabed heterogeneity of the continental shelf. A 50’ fishermen’s boat and a 57’ fishing
Troller boat were used to support scuba diving, sediment sampling, single-, multi-beam
and side-scan surveys. Data obtained from side-scan, single- and multi-beam sonar
systems are commonly used to distinguish bed form patterns in both hard and soft
substrates. These data provide roughness, height and length of structures information,
texture and other characteristics. When a different bed type was identified, scuba diving
and photographic surveys helped validating the pattern interpretation, especially when the
presence of submerged reefs was suspected. (Fig. 2) shows the types and locations of
the different data collected.
(FIGURA 3.2 – TESE)
Figure 2: Detailed study area map showing locations of data collection. Sediment sampling, side
scan sonar (areas 1 and 2) and multi-beam area. Furthermore shows the diving survey sites, side-
scan and single-beam survey lines (profiles A, B, C, D).
Sediments (Samples collection and processing)
30 sediment samples were collected across the study area. Closer to the coast, the
sampling points distribution was irregular than further offshore, to capture the larger
122
variation observed in sediment patterns. Between the coastal and intertidal reefs of
Pirangi and the edge of the shelf, sediment samples were collected at a regular spacing of
2.5km (Fig. 2). Samples were collected using a 5 kg Van-Veen grab, visually described on
board and taken to the laboratory for processing and analysis to measure: grain size,
calcium carbonate (CaCo3) and organic matter (OM) content. Sedimentological analyses
were performed at the Sedimentology Laboratory (Camara Cascudo Museum) - UFRN.
Grain size analysis was conducted following the traditional sieving method (e.g. Sahu,
1965; Guy, 1969; Sengupta & Veenstra, 1968), in which fine sediments (< 0.063 mm)
were separated through wet sieving and the courser fractions were measured through dry
sieving. The calcium carbonate content was estimated using the method of acid
dissolution described first by Maccarthy (1933), and adapted specifically for shelf
sediments by Van Iperen & Helder (1985). The organic matter content was estimated
using the method of loss on ignition described in Heiri et. al. (2001).
The facies map was created using the textural classification of sediments initially
proposed by Larsonneur (1977). This terminology was adapted for the Brazilian shelf by
Dias (1996), and for Ceará and Rio Grande do Norte shelf by Freire et al., (1997),
modified by Vital et al., (2005) due to the characteristics of this shelf. The sediments
collected were classified according to their origin: terrigenous (siliciclastic <30% CaCo3
content), biological (bioclastic >70% CaCo3 content) or mixed (silici-bioclastic), and their
grain-size distribution as: mud (<0.06mm), sandy mud, sand (fine, medium, coarse), sand
with granules and gravel (>2mm). The classification for this shelf shows the following
facies: mud, siliciclastic sand, silici-bioclastic sand, bioclastic sand, bioclastic sand with
gravel and bioclastic gravel. All the maps were built with kriging interpolation method
using Surfer 10 software.
The aim of this classification is to determine the sediment pattern along the bottom
surface, assisting in the understanding of the present depositional environment, the
geomorphology, and subsequently to identify the associated habitats.
Geophysical data (Collection and processing)
Bathymetry data were obtained using single-beam echo sounder Hydrotac (Odom
Hydrographic Systems) operated at 200 kHz frequency and 1cm vertical beam resolution
(approximate error). The speed of sound variation correction in water and the calibration
was performed through the launch of SVP at the beginning of each day's activity and in an
intermediate interval during the collection. A total of 14 survey lines were conducted
perpendicularly to the coast, spaced approximately 1km alongshore and extending about
15km eastwards to circa 35m depth, covering 300km2 in total.
123
Fifteen side-scan sonar survey lines (spaced 100 m apart) covered two areas and
overlapped three of the four areas where multi-beam data were collected as shown in
(Fig. 2). The side-scan sonar surveys covered approximately 33km2. Operational details of
side-scan sonars, how data are used to characterize bedforms and sediment patterns are
described in (Stefanon, 1985; Blondel & Murton, 1997 and Cochrane & Lafferty, 2002).
The side-scan system used was the 4100 model from Edgetech (Processor 272-TD). The
tow fish works with high-frequency, incorporating circuits for transmitting and receiving a
standard 100 kHz and a higher 500 kHz side-scan frequency. It was selected a 50-meter
shallow tow cable for the field work. The equipment was towed in a velocity between 4
and 6 knots with 10m cable distance from the boat or 14m from the DGPS antenna,
inputting an average difference in the position of 14m. Discover software, a modular
acquisition and processing package, compatible with the Edgetech system was used
during the data collection. For the mosaic composition SonarWiz Map 5 software was
used (Chesapeake technology Inc.) where was applied post-processing tools as contrast,
gains and angular correction for data analysis.
Multi-beam surveys were concentrated in four small areas (Fig. 2), covering a total area of
approximately 17.5km2, where reef features were identified. Multi-beam collection method
is widely described as an important tool to explore and discover specific features in the
sea floor, for a wide range of purposes from oil & gas industry (Augustin et al., 1996;
Rutledge & Leonard, 2001) to marine conservation, habitat mapping (Mitchell & Clarke,
1994; Kostylev et al., 2001; Greene et al., 2007; Harris & Baker, 2012) and
characterisation of seafloor geology and sedimentology (Biju-Duval et al., 1982; Davis et
al., 1996; Goff et al.,1999; Gardner et al., 2003 and Dartnell & Gardner, 2004). The data
were collected from 11 to 14 April 2012. The system used RESON 8124 seabat echo
sounder, has a cross-sectional area, with maximum angular scan of 120° (100° effective)
80 beams in a 200kHz frequency. HYPACK Software was used for data collection and
processing, with the procedures described by Silva et al., (2013). Using this interface the
navigation lines for acquisition were planned between 12 to 38m depth. The spacing
between lines, for full coverage, was variable due depth changes, following the isobaths in
a parallel orientation. The bathymetric maps were made using HYPACK Hysweep mode,
Oasis Montaj software (Geosoft), Surfer (Golden Software), and ArcGIS (ESRI) for
assembling the generated images. The bidirectional interpolation was generated in a
datasheet on Oasis Montaj. This datasheet was used to produce tridimensional models for
the bathymetric maps in Surfer. Finally using the Arcgis was possible to integrate these
multi-beam data with single-beam, side scan and sedimentology data enabling their
integration for the results interpretation. Data collection and processing for the production
124
of maps were undertaken in ArcGIS. All data were collected using datum WGS84 and
UTM metric coordinates system, Zone 25 South.
Results
Morphology
Single beam data provides an overview of the shelf bathymetry (Fig. 3). From shoreline to
the inter-tidal reefs of Pirangi, in the southern portion, the area is relatively flat and shallow
(0-4m depth). Off to these reefs, depth increases rapidly changing from reef surface to
14m depth in about 300m, 1:20 gradient, similar to continental slopes. Depth gradually
changes from 14m to 30m, across 14km, or 1:1000 gradient. Through the seafloor of this
gently sloping area, the following features were identified: flat surfaces, mega-ripples or
small submerged dunes (between 1 to 2.5m height) and few offshore reefs. The relief of
these reefs can vary between 0.5 to 2m depending on the roughness and their live
coverage. Further offshore (outer shelf), 2km wide, the depth sharply changes from 30 to
40-42m preceding the break, (1:200 gradient). Then, the shelf breaks in a steeper slope,
showing 1:15 to 1:50 gradient (Fig. 4a,b). The central and northern portions, after Pirangi
intertidal reefs, comprising the coastal area of Cotovelo beach and Barreira do Inferno, the
variation in depth without the influence of reefs presents a diverse pattern. The depth
increases rapidly from beach up to a distance of 1km (14m depth), 1:50 to 1:70 gradient.
Middle and outer shelf, shows similar pattern as the southern area, (1:1000 gradient) till
30m depth, and then also presenting similar pattern until the shelf break (Fig. 4c,d).
(FIGURA 4.1 – TESE)
Figure 3. Single-beam bathymetry for the study area.
(FIGURA 4.1 – TESE)
Figure 4. Slope profiles across the shelf. (a) Southern profile from Ponta de Ilha Verde; (b) South
profile from Pirangi do Sul; (c) Central profile from Ponta do Flamengo; and (d) Northern profile
from Cotovelo/Pium beach.
Sediment cover, composition and texture
The sediment distribution analysis showed a distribution of coarser sediments in the
middle and outer shelf while the occurrence of medium and fine sand dominates in the
coastal and inner shelf. The seabed surface in the inner shelf (from the coast until a depth
of about 13-15m) is basically composed of terrigenous sediments, with lower
concentrations of carbonate (<21%) in samples at depths between 8 and 12m, and lowest
close to the coast (<7.5%) showing the largest continental influence in the composition of
the surface sediments. Following the alignment of the intertidal and further the shallow
reefs of Pirangi (from the shore till a distance of about 500m offshore in the southern area
125
and about 2.5 km in the north end), in a relatively shallow area (ranging from 2 to 7m
depth) occurs an increase in the concentration of carbonate, mainly observed in sample
01 (located over the alignment of Pirangi reefs) with 85.31% of CaCO3, but also in the
neighboring samples of this alignment, with concentrations ranging from 31.2 to 56.75%.
Mixed sediment found is due to the presence of coastal and intertidal reefs, which offer’s
an important gather for organisms (source of carbonates). After a depth of about 13m
there is a change in the sediment pattern, with the predominance of gravel and sandy
sediments. In some samples (e.g. sample 5), more than 90% of the sample consists of
sediment coarser than 2 mm (biogenic gravel – rodoliths, halimeda). It can be seen in the
carbonate content analysis (Fig. 5) mainly carbonate sediments (> 90%) at a depth higher
than 13-15m, suggesting that the outer shelf sediments are from biogenic origin.
The organic matter (Fig. 6) shows lower levels in the inner shelf, increasing from the depth
of about 13m, and higher values in the medium and outer shelf. The samples that had
higher levels in calcium carbonate showed also the highest values for organic matter (7
and 9%), only the sample number 01 showed a diverse pattern, with low value of organic
matter (<1%) and high carbonate (85.31%).
The 9A sample located next to the northeast corner of the study area (close to the shelf
break) had the highest amount of organic matter (14.3%), however the sample 12A
located in an area with similar characteristics had the lowest value content found in all
samples (0.15%). This difference could be due the method, punctual sampling, which
allows or not the gathering of organisms in the sediment sampling. Two areas with diverse
sediment pattern were identified in the study area. The first one (inner shelf), close to the
coast untill a depth of 13-15 meters with the predominance of terrigenous sediments and
the middle-outer shelf, where the sediment pattern is basically carbonatic. There is an
area with a punctual higher percentage of carbonates near the coastline, related to the
intertidal and shallow reefs. The sedimentary facies map (Fig. 7) shows the pictorial
representation of the main sedimentological characteristics as origin and grain size
distribution.
(FIGURA 5.1 – TESE)
Figure 5. CaCo3 content.
(FIGURAS 5.2 – TESE)
Figure 6. Organic Matter content.
(FIGURAS 5.3 – TESE)
Figure 7. Faciology map.
126
Sonar Data - Side scan and multi-beam sonars
The side scan-sonar imaging allow a better identification of different seabed features on
this shelf. The first area recovered (1), is approximately 8km off the coast of Pirangi do
Norte (southern part) and 11km off Barreira do Inferno (northern part), conforming a
6.5km long and 1.85km wide rectangular area, from 14 to 24m depth. The second area (2)
follows the same orientation as the first (approximately N-S) and the same position with
reference to the coast, but placed 2km eastwards, from 22 to 34m depth, similar length
and a bit larger 2.8km width (Fig. 8).
In the area (1), the largest reef surface found was Barreirinhas reef (Fig. 9), located 12km
eastwards off Cotovelo beach, or 8.5km from the closest point on land (Pirangi do Sul)
towards E-NE. Barreirinhas arises in a depth of 13 to 14m, presenting low roughness (0.5-
1m), diverging from the carbonate plans around with a smooth reef texture. It follows NW-
SE orientation, with nearly 340m length, 100m width in their NW, varying to 48m in the
center and 30m in the SE. The estimated area is 19046m2 or 1.9ha and 750m perimeter.
Besides the main reef, was found four other reef surfaces in a short distance of 150 to
300m. These reefs show areas of 5639, 3340, 807 and 446m2 respectively. About 750m
away from Barreirinhas, towards (N-NE), 13km eastwards off Pium beach, is placed
another reef surface, known as Mestre Vicente. This reef arises at 18 to 20m depth, about
60m long and 55m wide (almost in a round shape), showing texture and roughness a bit
more irregular than Barreirinhas. The area is 2137m2 or 0.21ha and 187m perimeter.
Meros reef (or stone) is an isolated reef, approximately in the same alignment as
Barreirinhas, 3.25km towards north. It arises in a slightly elongated shape (36m length,
25m wide), at 18m depth, with 650m2 area and 96m perimeter. Nearby this reef was
observed the presence of two other reefs, 240m towards E-NE with similar arrangement
but slightly smaller area of 415 and 199m2 respectively. The texture and roughness is
sharper than the other reefs found in area 1, arising circa 1.5m from the seafloor.
In the area (2) were also found some rocky surfaces linked with fishing and diving spots
and some unknown features. In the extreme northeast was mapped Pedra fogo (Fig. 10),
an area with 5 aligned reef bodies following the orientation (S-SE - N-NW) spaced 15 to
200m. The size and length of these reefs are variable; the smallest has an area of 583m2,
presenting a 25m wide and 45m long elongate shape and 105m perimeter. The main reef
has an area of 3660m2, N-S orientation, average width of 30m, 150m long and 331m
perimeter, the other reef bodies presents areas of 681, 726 and 2307m2. These reefs
arises at circa 23m depth, and presents a huge roughness, about 2m height.
127
Pedra do Felipe, a slim reef body around 145m length and 17m average width (1966m2
area and 302m perimeter), arises at 25m depth and follows the same orientation as Pedra
Fogo (1km southwards). As Pedra Fogo, has high roughness compared to other reefs and
a texture showing shades that reveals the 2m average height of this reef. Antonio Novo
reef is found 1.5 km eastward from Pedra do Felipe, arising at 32 to 34m depth and close
to the shelf break. A slender reef (N-S orientation), showing a sharp steep between the
west and east part, and a curved shape on its southern face. Has approximate 350m
length and 55m average width, 18236m2 area or 1.82ha and 900m perimeter. This is the
farthest offshore reef mapped, 15km off (Pirangi do Sul) towards E-NE. There are some
unknown reefs, aligned with Antonio Novo with 1895, 2274 and 4919m2 respective areas,
other one aligned with Pedra do Felipe with 728m2 and another close to, with 645m2. The
unconsolidated sediment texture shows mainly flat carbonate seabed in area (2) and a
mix of flat and wavy features in area (1) (Fig. 9). Changes on texture by wavy features are
clear, showing a NW-SE orientation, they are not wide, presents a huge variation on its
lengths from 20-30m to 800m and the height vary from 1 to 2.5m. These features can be
classified as mega ripples or small submerged dunes according to Ashley (1991).
(FIGURAS 5.4 e 5.5 – TESE)
Figure 8. Side scan sonar data.
Figure 9. Barreirinhas reefs in detail.
Figure 10. Pedra Fogo reefs in detail.
Detailed geomorphology from three selected small reef areas in the study site (Pedra do
Lima, Pedra do Velho and Pedra sem nome) was obtained from the multibeam sonar
imaging (Fig. 11). Pedra do Lima is a small rocky area arising between 26 and 28m,
13.6km eastwards off Pirangi do sul. This reef is aligned with Pedra do Felipe and Pedra
Fogo, nearly 13km southwards from Pedra do Felipe. Pedra do velho arises at 24 to 26m
depth, 15km eastwards off Pium beach (the nearest reef is Barreirinhas, 2.5km
westwards). Pedra sem nome is the southernmost reef mapped, very close to the eastern
border of the study area. This reef arises at depth between 26 and 28m, sited 13km
eastwards off Ponta de Ilha Verde.
(FIGURAS 4.4 – TESE)
Figure 11. Multi-beam sonar data.
128
Discussion
Paraiba and Pernambuco shelves presents similarities with southern Rio Grande do
Norte, being a contiguous stretch, with the same bathymetric settings, littoral and shelf
orientation (N-S) (Knoopers et al., 1999; Araújo et al., 2004; Vital et. al., 2010). The Rio
Grande do Norte northern shelf (E-W) orientation has some differences, being wider,
shallower and presenting siliciclastic sands for a longer distance (till 25km offshore),
possible due to the large amount of sediment available compared to the (N-S) shelf (Testa
& Bosence, 1998; Vital et al., 2005; Gomes & Vital, 2010).
Even though some differences, according to the authors above, the shelf from
Pernambuco to Rio Grande do Norte, presents siliciclastic sands in shallow waters (inner
shelf), and mixed or carbonate sands in offshore areas (middle and outer shelf); fine
sediments as mud are restricted to river mouths and filling submarine canyons. Hard
features as beach-rocks and unconsolidated (plain or wavy) surfaces, with diverse
orientation to the coast, are also common through this shelf. In the study area, the same
pattern was found, and the shelf division can be defined according to the features, type of
sediment and depth: inner shelf from the coast till 13m (siliciclastic sands); middle shelf, a
narrow strip from 13 to 15m with sand/gravel (mix of bio-siliciclastic sediments) and outer
shelf (all carbonate sediments - bioclastic gravel) from 15 to 40m or the limit between the
shelf break and the slope. The transition zone between inner and outer shelf is narrower
than 2km and has no remarkable features, so we can classify this shelf only in inner
(including the transition zone) and outer or external shelf.
The calcareous sediments covering the seafloor of tropical shelves are mainly related to
the fragmentation of carbonate algae Halfar et al. (2000). Covered entirely by algae and
their particles carbonate seafloors, are a common feature in the surface of tropical
shelves, with the algae representing both an essential matrix for sediment and supporting
organic matter cementing, eventually forming reefs Bjork et al, (1995). According to some
authors (when consolidated), these carbonate areas may also being referred as algal reef
or reef-like (originated through algal material) (Goreau 1963; Hillis-Colinvaux, 1986).
Nascimento et al., (2010), points out that samples of northeastern Brazilian shelf (which
are predominantly carbonate), consists primarily of carbonatic algae as Halimedas,
lithothamnium and rhodoliths, fragments of coralline algae and some few shell fragments.
The genus Halimeda (Chlorophyta, Halimedaceae) stands out in the formation of this type
of sediment, further the fragments of calcareous algae known as rhodoliths, can build up
by large expanses of sandy bottoms, including forming rhodolith banks Amancio (2007).
More than 80% of the carbonate sediment matrix in a shelf area 60km northwards to the
129
study area is composed by coralline red algae, Halimeda sp. and articulated coralline
algae Testa & Bosence (1997).
The sediment sampling allowed to identify areas with terrigenous material, mixed
sediments and predominantly carbonatic sediment, moreover with low or high
hydrodynamism (fine to coarse sediments). The faciology map (Fig 7) featuring the
surface sediment composition pattern along the shelf, shows: the coastal terrigenous
sediments and the coastal and intertidal reefs contribution to the mixing of sediments in
the inner shelf, the middle shelf (division between coastal and marine sediments) and the
carbonate outer shelf dominated by bioclastic sediment. Despite the siliciclastic sands at
the inner shelf, the intertidal and shallow reefs alignment changes the coastal sediment
composition in some samples, presenting mixed sediments, or mainly bioclastic carbonate
due to the substrate for colonization of many organisms that precipitate carbonates
(calcareous algae, cnidarians, molluscs, crustaceans and echinoderms). The carbonate
seabed live coverage indicate the presence of calcareous algae or shell particles and also
the possibility of submerged reef areas, from 13m or 2km off the coast till the shelf break.
The presence of fine sand or muddy sand in the area is observed in samples located just
prior to the shallow and intertidal reefs (Pirangi). The finer particles with mixed
composition (terrigenous/biogenic), 40-50% carbonate are found in a zone protected by
the waves, an area of higher depth compared to the adjacent areas. The organic matter
pattern with lower values near the coast and greater in the middle and outer shelf, may be
linked to the constitution of the sediments Wild et al. (2005). The predominantly
siliciclastic sediments does not offer a consistent substrate for benthic organisms; in the
other way, the carbonate seafloor constitutes an important substrate for benthic
organisms as sponges and algae.
The physical attributes of benthic areas with unconsolidated and consolidated substrates
can be correlated with biological communities or biological coverage patterns. For
example high energy patterns and larger grain size can be correlated with benthic filter
feeding organisms, whilst local low energy environments with smaller grain size can be
linked with benthic deposit feeders Stride (1982).
Sedimentary rhythmic features, spaced along the survey, are found mostly in the outer
portion of the side-scan sonar area (1) at depths between 16 and 24m. These wavy
features, according to their appearance are similar or analogs to small submerged dunes
or mega-ripples (Ashley, 1990). The features have elongated shape, SE-NW orientation
trend, presents (1 to 2.5m) variation on height, huge 20-30 to 800m variation on length,
being a lot longer than wide. Similar features were found by (Testa & Bosence, 1998 and
Gomes & Vital, 2010) in a wider and shallower area northwards from the study site
130
(mainly in the inner and middle shelf), a siliciclastic or mixed sediment environment
instead of the carbonate outer shelf at the study site. These features can be related to
relic sediments, deposited during low sea-level times, but may be driven by bottom
currents (due to the carbonate nature). In the outer shelf (area 2), was found a large flat
carbonate bottom and some spaced reefs, with no sedimentary rhythmic features.
As some authors refers to the beach-rock surfaces as palaeo-shorelines (Mabesoone,
1964; Kempf et al., 1967; Mabesoone & Coutinho, 1970), taking place from the littoral to
the shelf break, mainly aligned to the coast. The reefs all over the area show N-NW – S-
SE orientation trend, and presents four main lineaments following the same as the
coastline. The shallow-intertidal, following Pirangi reef trend; Barreirinhas reef trend (12-
15m depth); Pedra-Fogo and Felipe reefs trend; and Antonio Novo reef trend. The trends
can be supported moreover by the beach-rocks surfaces observed along the coastline
and the rocky fishing spots spread in the shelf. Along the Rio Grande do Norte littoral and
shelf many authors also presents these trends and refers the reefs as palaeo-shorelines
indicating sometimes their age and location (Caldas, 2002; Ferreira Júnior, 2005; Vital et
al., 2008; Cabral Neto et al., 2014). Sometimes the reefs arises as sets of reefs, which
could be close but isolated surfaces, but also, single greater reef surfaces, if the bottom
currents acts over the sediments, exposing all the merged area. I.e. If main Barreirinhas
and nearby reefs sets a single one, all the reef would be about 235000m2 or 23.5ha area
and estimated perimeter of 2km, much bigger than the observed. This characteristic could
be found in Pedra fogo reefs, and some other’s as described.
Conclusions
This work revealed the morphology and heterogeneity on the eastern margin of Rio
Grande do Norte continental shelf, through the use of sedimentary sampling and
geophysical methods, gathering the adjusted bathymetry and shelf profile; sediment
calcium carbonate and organic matter content; mapping the shelf faciology; and the
submerged features in detail, showing the main patterns and distribution along the shelf.
The geodiversity on this scale is new for this stretch, the high-accuracy sedimentology
and geomorphology information provided, can be linked or compared to the already
gathered along the tropical Brazilian shelf and be used as knowledge for management
and conservation purposes. Single-beam bathymetry displayed the submarine relief of the
entire area, showing its profile. A well-pronounced depth variation, adjacent to the coast,
in the central and north portion; and a shallow reef-protected area in the south, with the
edge just after the reefs. Both areas presenting a smooth relief (the south one off the
coastal reefs and central/north off the beaches) till close to the shelf break. The inner shelf
131
(shallow waters), covered by terrigenous sediment and outer shelf (offshore waters), by
biogenic sediments can be defined by the transition (terrigenous-siliciclastic/carbonate-
biogenic), between 13 and 15m, with a variable distance off the coast of 3km in the south
to 6.5km in the north portion. There’s a zone with mixed sediments starting in the southern
portion (Ilha Verde), connected to Pirangi reefs, following the S-N alignment, which shows
the biogenic contribution provided by coastal reefs to the sediment composition. The
carbonate surface sediments cover the outer shelf, presenting mainly flat areas but also
some wavy features, between 16 to 24m. This sediment is provided by biogenic particles
and fragments spread all over the area. Siliciclastic sediment or mixed sediment
(carbonate/siliciclastic) revealed lower content of organic matter, in the other way the
carbonate sediments showed higher content, possible due to the occurrence of organisms
such as algae or sponges mixed with and contributing to the maintenance of these
sediments. Through geophysical records was possible to evaluate the reef areas, size,
perimeter, orientation, texture and roughness. The side-scan and multi-beam sonars data
revealed submerged hard structures, and a diversity of sedimentary surfaces. Some of
these rocky/reef areas are well known as fishing or scuba diving sites. The reef surfaces
observed has an average height between 0.5 to 2.5m above seafloor, and usually longer
than wide, with similar orientation to the coastal zone (NW-SE). Beyond the reef surfaces
the most common pattern found in the covered area are the sedimentary surfaces (soft
bottons) with variable configurations of unconsolidated sediments. The reefs trend and
distribution along the shelf (at least 4 main reef alignments) suggests that they can be
linked with other reefs along Rio Grande do Norte, Paraiba and Pernambuco shelves,
conforming contiguous potential palaeo-shorelines
Acknowledgments
This work has been developed as part of a doctoral Thesis held at Rio Grande do Norte
Federal University (Post-Graduation program on Geodynamics and Geophysics),
undertaken with The National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP),
FINEP (Brazilian Agency for Innovation) and PETROBRAS (Brazilian multinational energy
corporation) grant, through (PRH22 ANP/MCT - human resources program). The work
was also supported by The Science and Technology National Institute (INCT AmbTropic –
CNPq, FAPESB, CAPES), the overseas scholarship (Program of Overseas Sandwich -
PDSE) by the Federal Agency for Support and Evaluation of Graduate Education
(CAPES) and the National Council for Scientific and Technological Development (CNPq)
and with the participation of the Ponta de Pirangi conservation project developed by NGO
Oceanica and Bournemouth University – Faculty of Science &Technology. The author
would like to thank the worthy support given by the co-authors in the development of this
132
article and all the support given in the fieldwork, data processing and analysis by
GGEMMA (Marine Geology, Geophysics and Environmental Lab Group – UFRN) staff.
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139
ANEXO 2
_________________________________________________________________
Artigo:
Geodiversidade e os recursos naturais da plataforma continental
brasileira, setor leste do Rio Grande do Norte, com ênfase nos
substratos consolidados
Geodiversity and natural resources of the Brazilian continental shelf,
eastern sector of Rio Grande do Norte State, with emphasis on hard-
bottoms
* Artigo submetido em Setembro de 2015 à RGCI (Revista de Getão Costeira
Integrada), em português. O artigo está em fase de revisão. As figuras são
referenciadas com a numeração do corpo da tese, evitando repetições neste
documento.
140
Geodiversidade e os recursos naturais da plataforma continental brasileira,
setor leste do Rio Grande do Norte, com ênfase nos substratos
consolidados
Geodiversity and natural resources of the Brazilian continental shelf, eastern sector
of Rio Grande do Norte State
Guilherme Cherem Schwarz Pierri1; Helenice Vital2; Guigo de Gregório Grimaldi3; Alina
Rocha Pires Barboza3; Tatiana Silva Leite3; Luciana Slomp Esteves4.
1 ; 2 Programa de Pós-graduação em Geodinâmica e Geofísica – PPGG-CCET, Departamento de Geologia,
UFRN, Natal, RN, Brasil. [email protected]; [email protected] / 3Programa de Pós Graduação
em Ecologia, Departamento de Biociências, UFRN, Natal, RN, Brasil. [email protected], [email protected], [email protected] /
4 Bournemouth University - Faculty of Science and Technology - Talbot Campus, Poole/UK.
i. Abstract
The main focus of this work is to advance the understanding of biotic and abiotic controls
influencing the geodiversity of tropical continental shelves. The coast and continental shelf
of the Rio Grande do Norte State, in the Brazilian Northeast Region, experiences growing
pressures from oil and gas exploration and other economic activities (e.g. wind farms)
leading to increased concerns about the conservation of natural habitats and living
resources that support local communities. It is then timely to map areas of important
geodiversity and address the current knowledge gap on influencing factors. The
methodology includes sediment sampling, high-resolution geophysical and biological data.
The results indicate a very shallow and narrow shelf, with two distinct areas: the inner
shelf dominated by siliciclastic sediments and the outer shelf mainly constituted by
biogenic carbonates. In both areas, the presence of reefs contributes to the geodiversity
and biodiversity from the shore to the shelf break. A wide flat seafloor covered by
unconsolidated substrates is the dominant submarine landscape. Bedforms such as
ripples and small submerged dunes are observed locally, from 2m to 42m depth. The
141
geodiversity maps and the understanding of biotic and abiotic controls are powerful tools
to inform the valuation, management and conservation efforts.
Keywords: marine biodiversity and geodiversity; tropical shelf habitats; continental shelf.
ii. Resumo
A compreensão dos controles bióticos e abióticos e o mapeamento de potenciais habitats
para a plataforma continental nordeste brasileira é a proposta deste trabalho. A área de
pesquisa situa-se no setor Este da plataforma brasileira adjacente ao Estado do Rio
Grande do Norte, a sul da capital Natal, reconhecida como área prioritária para
conservação, devido principalmente a presença de recifes distribuídos desde a costa até
a quebra da plataforma. A metodologia incluiu amostragem sedimentar, dados geofísicos
de alta resolução e dados bióticos. Os resultados mostram uma plataforma muito rasa e
estreita, de superfície plana composta dominantemente por substrato inconsolidado.
Observa-se uma marcada divisão nos sedimentos superficiais, sendo a plataforma
interna (entre 0 e 15 m de profundidade), recoberta por sedimentos siliciclásticos e a
plataforma externa (entre 15 e 50 m de profundidade), recoberta por sedimentos
bioclásticos, essencialmente carbonáticos. A presença de recifes, adjacentes ou
próximos às praias, em zonas intermarés e submersos, até 32m de profundidade
notadamente gera alterações nas características do fundo marinho que contribuem para
a geodiversidade e biodiversidade da plataforma. Associados aos recifes foram
identificadas formas de leito, como marcas de ondas e dunas submersas. Os mapas
apresentados neste estudo oferecem informação de base para avaliação, gerenciamento
e propostas de conservação na plataforma potiguar. Também proporcionam uma visão
espacial dos controles bióticos e abióticos para futuros estudos nas áreas de
oceanografia, geodiversidade e biodiversidade em ambiente de plataformas continentais
tropicais.
Palavras-chave: biodiversidade e geodiversidade marinha; habitats da plataforma
tropical; plataforma continental.
142
1. Introdução
A investigação das plataformas continentais, um esforço global para o reconhecimento
dos recursos naturais, encontra avanços importantes nas pesquisas relacionadas às
espécies marinhas e sua distribuição, como o Ocean Biogeographic Information System –
(OBIS, 2013) e o Census Of Marine Life – (Ausubel et. al. 2010). Entretanto, o
conhecimento sobre os ambientes marinhos, em especial no Atlântico Sul Oriental, ainda
apresenta locais pouco pesquisados ou em fase de reconhecimento. O mapeamento das
feições de fundo e dos habitats é uma ferramenta importante para identificar hotspots de
biodiversidade ou possíveis distribuições espaciais de organismos, particularmente se
utilizado baseando-se em correlações com diferentes padrões físicos e oceanográficos
(Greene et. al. 2007).
O crescimento de corais, algas e esponjas em superfícies rochosas submersas,
conjuntamente a caracterização e mapeamento de ambientes com a cobertura biológica
ainda não é descrito de uma forma integrada aos habitats para o oceano Atlântico tropical
(Harris & Baker, 2012). Este tipo de estudo integrado é mais comum em regiões
temperadas e locais de interesse específico no Caribe, Mar Vermelho e em regiões do
Oceano Pacífico (Gibbs & Cochram, 2012; Collier & Humber, 2012; Brooke et. al. 2012).
A área de estudo é carente de informações sobre a biodiversidade associada aos
ambientes sedimentares, contudo substratos inconsolidados, planos ou apresentando
bancos de areia e formas de fundo onduladas (marcas de onda, dunas) são feições muito
comuns nesta área. Estes substratos são o habitat mais comum dos oceanos,
apresentando elevada biodiversidade, principalmente associada à micro e meso-fauna
bentônica, entretanto sua riqueza e importância é ainda subestimada e pouco conhecida
(Snelgrove, 1999). É comum relacionar tipos de sedimento e padrões de energia
hidrodinâmica aos atributos físicos das áreas bentônicas inconsolidadas a padrões ou
comunidades biológicas, como a relação entre locais de alta energia e maior
143
granulometria à fauna bentônica de organismos filtradores e locais de baixa energia com
menor granulometria à fauna bentônica de comedores de depósitos (Stride, 1982).
Áreas recifais rasas, depósitos rochosos emersos ou localizados nas porções intermarés,
fundos carbonáticos ou arenosos, são habitats relativamente fáceis de serem mapeados
ou detectados através de ferramentas de sensoriamento remoto. Todavia, existem
inúmeras áreas recifais ou depósitos submersos ainda desconhecidos, localizados em
profundidades um pouco maiores ou locais de elevada turbidez, invisíveis aos sensores
remotos. Atualmente áreas mais profundas estão sendo mapeadas em detalhe, através
do uso de técnicas de geofísica, apesar disso, estas áreas são conhecidas apenas
pontualmente e documentadas em poucos estudos ao redor do globo. Para integrar
informações biológicas e geológicas de um local, o ideal é estudar e mapear possíveis
habitats, compreendendo fatores ambientais e características que controlam sua
biodiversidade (Kenny et. al. 2003).
A área de estudo está localizada no Setor Oriental do Estado do Rio Grande do Norte,
nordeste do Brasil, limitada no continente pela linha de costa e costa afora pela quebra
da plataforma continental (Figura 1). Os limites em coordenadas geográficas, graus
decimais, da área de estudo são os vértices 1 - 5,88ºS e 35,15ºW; 2 - 5,88ºS e 34,99ºW;
3 - 6,01ºS e 34,97ºW; 4 - 6,01ºS e 35,10ºW, Datum WGS84. Esta região caracteriza-se
pela presença de recifes intermarés, explorados turisticamente há décadas, circundados
por um substrato marinho com diferentes feições submersas, ainda não mapeadas ou
pouco conhecidas, como lineamentos de recifes e áreas com coberturas sedimentares de
composição siliciclástica e/ou bioclástica, com variada granulometria (de argila até
cascalho).
(FIGURA 1.1 – TESE) Figura 1. Localização da área de estudo.
Os habitats marinhos bentônicos são áreas críticas para o gerenciamento e
sustentabilidade do uso dos recursos naturais marinhos vivos e não vivos. De acordo
com (Harris & Baker, 2012), habitats comuns na plataforma tropical são: formas de leito
144
de pequena a grande escala (marcas onduladas a dunas subaquosas), recifes de corais,
vales incisos e canyons submarinos, platôs, bancos de fanerógamas, de rodolitos, áreas
escarpadas, cabeços recifais, recifes de arenito (beachrocks) ou superfícies rochosas.
(Heyman & Kobara, 2012; Nichol, et. al. 2012) relatam a importância do mapeamento de
habitats, através de parâmetros físicos e biológicos em conjunto. Segundo (Harris &
Whiteway, 2009) o mapeamento deve levar em consideração determinados aspectos, tais
como: ocorrência de espécies em perigo ou risco de extinção e/ou espécies protegidas
por lei, identificação de determinados habitats propícios para estas espécies,
mapeamento de feições submersas distintas ou locais propícios para alta biodiversidade.
Os mapas de habitat marinho são úteis em um panorama atual de declínio nos estoques
pesqueiros oceânicos e degradação dos habitats associados ao fundo marinho,
provocados pelos mais diversos usos da plataforma e de áreas mais profundas. Estes
mapas, que levam em conta características bióticas e abióticas, tem uma importância
crítica na identificação de possíveis habitats, essenciais para a manutenção de estoques
e da saúde marinha, facilitando o gerenciamento e a determinação de áreas efetivas para
conservação (Kenny et. al. 2003; Anderson et. al. 2007; Greene et. al. 2007).
(Greene et. al. 2007) sugerem que mapas marinhos de habitat bentônico criados com
Sistemas de Informações Geográficas (SIG) devem ter atributos que permitam
caracterizá-los de forma acurada, também sugerem que a caracterização do fundo
marinho para este tipo de mapa deve ser normatizada para que se possa estabelecer
comparações entre estudos e cooperação entre pesquisadores.
A conservação da geodiversidade também deve ser incluída no manejo de usos de
recursos marinhos (Gray, 2004). Assim como muitos parques e reservas são criados com
base na geodiversidade terrestre (e.g. Grand Canyon National Park-Estados Unidos,
Twelve Apostles Marine National Park-Australia, ou Parque da Serra da Capivara,
Parques da Furna Feia e Geoparque Seridó-Brasil) a geodiversidade marinha deve
145
também ser considerada na criação de Unidades de Conservação Marinhas, como
enfatizado por Schobbenhauss & Silva (2012).
O mapeamento das áreas rochosas na plataforma e de suas características físicas
também é relacionado como ferramenta para a determinação inclusive do tipo de
recursos pesqueiros que podem estar associados a este ambiente (e.g. Yamanaka et. al.
2012).
Na região, destacam-se os trabalhos realizados por grupos de pesquisa da UFRN, como
o Diagnóstico Ambiental de Pirangi, no ano de 2006 (Amaral et. al. 2006; Mendes et. al.
2006) com o estudo do ambiente costeiro e dos recifes rasos emersos e submersos de
Pirangi e o trabalho realizado pela ONG Oceânica através do Projeto Ponta de Pirangi,
patrocinado pela Petrobras – Programa Petrobras Ambiental, que levantou informações
sobre fauna bentônica e diversidade de peixes em alguns pontos próximos à costa
(recifes rasos) e afastados (recifes profundos)através de mergulho, utilizando fotografias,
vídeos, avaliação de rugosidade, cobertura bentônica, dentre outros aspectos
relacionados à biodiversidade (e.g. Azevedo, 2011; Barboza, 2014; Grimaldi, 2014; Pierri,
2015; Torquato, 2010). Estes trabalhos evidenciaram a cobertura de organismos
bentônicos associados às áreas recifais rasas e fundas, classificando esta cobertura de
acordo com a presença de grupos de algas, esponjas, corais e áreas recifais desprovidas
de cobertura animal. Foi um trabalho pioneiro nesta região da plataforma e base para
discussão da cobertura bentônica associada aos recifes da plataforma leste Potiguar.
Este projeto motivou uma série de pesquisas desenvolvidas no âmbito da compreensão
dos padrões de biodiversidade bentônica e ictiológica em áreas recifais, além da
geodiversidade da plataforma, que são aqui utilizados na discussão deste trabalho.
Trabalhos como de (Azevedo, 2011; Barboza, 2014) caracterizaram a cobertura viva nos
recifes intermarés e rasos de Pirangi, dando ênfase à diversidade principalmente da
cobertura vegetal dos recifes e à diversidade de macrofauna bentônica associada,
avaliando fatores físicos e biológicos que influenciaram na distribuição e abundância dos
146
organismos, além dos impactos provocados na cobertura viva pela atividade turística
intensiva. (Grimaldi, 2014) caracterizou sete formações recifais localizadas entre 15 e 28
metros de profundidade. Este autor fez um estudo detalhado sobre ecologia (principais
componentes da comunidade bentônica), diversidade de espécies, particularidades
estruturais, biológicas e o tipo de utilização humana para cada formação recifal.
Especificamente levantou informações referentes ao tipo de cobertura do substrato,
megafauna de invertebrados bentônicos, comunidades coralíneas, ictiofauna e
parâmetros físico-químicos. Cinco das feições recifais identificadas por (Grimaldi, Op. cit.)
foram selecionadas para mapeamento de detalhe através de métodos geofísicos (sonar
de varredura lateral e batimetria multifeixe) e são aqui discutidas neste estudo:
Barreirinhas, Mestre Vicente, Pedra do Felipe, Pedra do Velho e Pedra do Lima.
2. Metodologia
A metodologia utilizada consistiu em integrar as informações já disponíveis de
biodiversidade adquiridas durante o Projeto Ponta de Pirangi com levantamentos
geológicos e geofísicos do substrato plataformal (detalhes em Pierri, 2015), incluindo
coleta de amostras de sedimentos do fundo marinho, batimetria mono e multi-feixe e
imageamento com sonar de varredura lateral, fotografias e vídeos nas áreas de recifes
costeiros, intermarés e costa afora (Figura 2).
(FIGURA 3.2 – TESE) Figura 2. Mapa da área de estudo apresentando a localização dos
diferentes levantamentos realizados. Map showing the location of different surveys carried on the
studied area.
Foram coletadas 30 amostras de sedimentos, distribuídas na plataforma, abrangendo
desde áreas costeiras até próximas à quebra da plataforma, com a finalidade de se obter
uma caracterização sedimentar. Para a coleta foi utilizado um amostrador pontual do tipo
draga Van Veen (capacidade de 5 kg). Os dados de batimetria monofeixe foram
147
adquiridos perpendicularmente a costa. Ao todo foram adquiridas 14 linhas ao longo da
área de estudo em espaçamento de 1km entre elas, utilizando o ecobatímetro Odom
Hydrographic Systems modelo Hydrotrac, na freqüência de 200 kHz, cobrindo toda a área
de estudo.
Duas áreas principais foram imageadas com sonar de varredura lateral EdgeTech
(modelo 272-TD), na plataforma ao largo de Pirangi e Barreira do Inferno. Os perfis foram
adquiridos com resolução de 100 MHz, em um total de 15 linhas paralelas e uma área de
aproximadamente 33km2. A primeira área (1) é localizada 8km em direção leste desde
Pirangi do Norte (sul) e 11km na mesma direção desde a costa da Barreira do Inferno
(norte), conformando uma área retangular de 6.5km de comprimento por 1.85km de
largura, entre as profundidades de 14 e 24m. A segunda área (2) segue a mesma
orientação da primeira (aproximadamente N-S) e a mesma posição com referência à
costa, porém localizada 2km offshore desde a primeira, com profundidades variando de
22 a 34m, comprimento similar e largura um pouco maior (2.8km).
O levantamento com sonar multifeixe (Reson, modelo SeaBat 2184), foi realizado em
quatro áreas distintas, cobrindo as áreas imageadas com sonar de varredura lateral (1 e
2) e outras duas áreas, totalizando 17,5km2. Uma localizada no intervalo entre a área 1 e
a área 2 do levantamento de sonar de varredura, recobrindo a região do recife de Pedra
do Velho e outra área localizada a cerca de 2.8km para sul da área 2, recobrindo as
pedras do Lima e sem nome.
Dentre os trabalhos referentes ao estudo da biodiversidade, as metodologias que
envolvem a aquisição de dados levam em consideração amostragens direcionadas à
fauna e flora bentônica e ictiofauna, através de sensos visuais, análise por transectos de
10 e 20m, 2x20m e 5x30m (Hill & Wilkinson, 2004; Munro, 2005; Ferreira & Maida, 2006),
avaliação de fotografias e vídeos, além do uso de quadrados amostrais de variados
tamanhos (Preskitt, et. al. 2004; Parravicini et. al. 2009), em diferentes pontos de
amostragem (áreas emersas, intermarés e submersas), entretanto sempre relacionados a
148
substratos consolidados. Foram utilizados para cruzamento de dados métodos
computacionais de contagem de indivíduos (Kohler & Gill, 2006) e de categorização de
substrato por porcentagem de cobertura (Huff, 2011). Os ambientes amostrados foram os
recifes localizados nas praias da área de estudo, nas áreas intermarés (Recifes de
Pirangi) e nas áreas offshore (Recifes fundos). O mapa de habitats proposto neste
trabalho leva em consideração a interpretação dos métodos utilizados para o esquema de
classificação de (Greene et. al. 2007) que inclui ferramenta de informação geográfica,
integrando dados abióticos, incluindo tanto geofísicos (sonar de varredura lateral, mono e
multi-feixe), quanto geológicos (amostras de sedimentos) e bióticos (in-situ, fotos,
vídeos). A escala de mapeamento de habitat pode variar de megahabitat (províncias
fisiográficas como a plataforma NE do Brasil); mesohabitat (canyons, montes submarinos,
grandes feições de fundo); macrohabitat (recifes, cabeços, marcas de ondas, dunas
submersas) até microhabitat (características internas à uma rocha, poça de maré, ou um
organismo ex. esponja). O mapa proposto no estudo encontra-se no nível de
macrohabitat. De acordo com (Harris & Baker, 2012), para iniciar o conhecimento de
habitats, primeiramente é importante conhecer a batimetria, as feições do leito marinho,
adquirir amostras sedimentares relacionadas a estes ambientes e realizar fotografias ou
filmagens subaquáticas. O mapeamento da geomorfologia ou diversidade geológica do
fundo marinho (geodiversidade) é o principal atributo utilizado para a compreensão de
diferentes habitats. O software ArcGIS foi utilizado para a análise das variáveis
ambientais e compilação de dados. Esta ferramenta é importante para auxiliar a análise
dos dados integrados, reunindo em um mesmo plano espacial, informações
diversificadas. Esta técnica, integrando biodiversidade e geodiversidade, oferece como
produto uma boa aproximação para o estudo e mapeamento de habitats marinhos (Roff,
et. al. 2003; Greene et. al. 2007; Harris & Whiteway, 2009; Rice et. al. 2011).
149
3. Resultados
A caracterização realizada por (Pierri, 2015) envolveu dados abióticos como os obtidos
através da batimetria mono-feixe, que ofereceram um panorama geral do perfil submarino
da plataforma (supporting information). Foi possível identificar uma área muito rasa
(máximo 4m de profundidade) na faixa entre a praia e os recifes intermarés de Pirangi, na
porção sul da área de estudo. Na porção costa afora aos recifes a profundidade aumenta
rapidamente, variando em um curto espaço, da ordem de 300m, de 0-1m para 14m, a
uma declividade de 20:1. Em seguida, a profundidade varia gradativamente de 14m até
30m em uma distância de cerca de 14km, sem a presença de escarpas, com declividade
de 1000:1. Esta grande área com pequena variação de profundidade apresenta uma
série de feições, tais como: áreas planas, marcas de onda ou pequenas dunas
submersas, com altura entre 1 e 2.5m, comprimento variável entre 20-30m e 800m e
alguns recifes submersos. A plataforma externa apresenta uma área de cerca de 2km de
largura, onde a profundidade varia mais rapidamente de 30 para 40-42m, próximo à
quebra da plataforma (variação de 200:1). Após esta área ocorre a quebra da plataforma,
com a profundidade aumentando rapidamente (variação de 15:1 a 50:1). Nas áreas
central e norte, após os recifes intermarés de Pirangi, compreendendo as Praias do
Cotovelo, Pium e Barreira do Inferno, a variação em profundidade, sem influência de
recifes, apresenta um padrão diferente. A profundidade aumenta rapidamente desde a
costa até cerca de 1km de distância desde o nível do mar até 14m (variação de 70:1).
Costa afora o padrão de profundidades é semelhante ao já descrito para o setor mais ao
sul.
A análise sedimentar mostrou uma distribuição de sedimentos mais grossos na
plataforma externa (areia média a cascalhos) e areias finas a médias na plataforma rasa,
próximos à costa, com os padrões demonstrados no mapa faciológico (supporting
information).
150
A superfície inconsolidada na plataforma rasa (desde a costa até uma profundidade de
13-15m) é basicamente composta por sedimentos terrígenos, com baixa concentração de
carbonato (<21%) em amostras com profundidades entre 8 e 12m, e menores próximas à
costa (<7.5%) demonstrando a maior influência continental na composição dos
sedimentos superficiais. Padrão alterado para sedimentos mistos, somente no lineamento
dos recifes costeiros de Pirangi. As áreas consolidadas da plataforma rasa podem ser
divididas em recifes praiais, intermarés e rasos - As áreas recifais costeiras possuem
basicamente dois tipos de substrato rígido: platôs recifais (beach-rocks) e recifes rugosos
(beach-rocks com incrustações ou predomínio de blocos areníticos ferruginosos) (Figura
3a, b). De acordo com (Azevedo, 2011; Barboza, 2014), os platôs, superfícies de beach-
rocks, apresentam em suas porções emersas rochas nuas, nas áreas intermarés
cobertura variável de fauna e flora, sendo o zoantídeo Zoanthus sociatus e as algas
ramificadas, com média de cobertura de 20.6% e 20%, respectivamente, os mais
representativos (algas pardas ramificadas podem atingir 85% de cobertura neste
substrato) e nas áreas submersas rasas, cobertura de areia, rodolitos e algas folhosas e
filamentosas. Esta superfície em sua porção intermarés, apresenta grande densidade de
invertebrados bentônicos dos grupos gastropoda (mollusca) e malacostraca (crustacea),
com média de 14.1 e 7.1 indivíduos/m2, respectivamente, além dos ouriços-do-mar. As
áreas recifais rugosas apresentam rocha nua (emersa) e nas áreas intermarés, ainda um
predomínio de rocha nua (85%), seguido pela cobertura de algas filamentosas (11.6%).
Os grupos mais representativos da fauna intermarés encontrada neste ambiente foram as
cracas (maxillopoda -crustacea) e bivalvia (mollusca), com média de 3049.8 e 54.2
indivíduos/m2, respectivamente, além dos gastrópodes, e caranguejos.
Em contrapartida, a plataforma externa (>13-15m de profundidade) em sua quase
totalidade é recoberta por sedimentos de origem biogênica (>90% carbonatos)
(fsupporting information). Variadas configurações na superfície sedimentar, como áreas
planas, marcas de onda e pequenas dunas submersas (até 2m de altura), além de
151
estruturas submersas rígidas ou consolidadas foram observadas a partir dos registros
dos sonares de varredura lateral e multifeixe. As estruturas recifais observadas possuem
uma altura entre 0.5 e 2.5m em média em relação ao fundo e usualmente são mais
longas do que largas, com uma orientação em relação à costa geralmente no sentido
(NW-SE).
A maior superfície recifal encontrada foi o recife de Barreirinhas, localizado a 12km em
direção leste desde a praia do Cotovelo, ou 8.5km desde o ponto mais próximo em terra
(Pirangi do Sul) em direção E-NE. Barreirinhas tem uma profundidade entre 13 e 14m,
seguindo a orientação NW-SE, com comprimento aproximado em 340m e largura
variando entre 100m em seu extremo NW, 48m no centro e 30m no extremo SE. A área
estimada é de 19.046m2 ou 1.9ha e com um perímetro de 750m. Além do recife principal
foram encontrados outros quatro recifes em uma distância pequena de 150 a 300m do
corpo principal, podendo significar que toda esta área seria um corpo recifal único com
uma área aproximada de 23.5ha. Alguns recifes, como a Pedra do Felipe, Pedra Fogo e
outros ainda sem nome, possuem um padrão similar, seguindo a orientação (N-NW – S-
SE) com o corpo alongado e estreito, aproximadamente 6 a 10 vezes mais longo do que
largo. A maior parte dos recifes encontrados apresentou pequena área em comparação
com Barreirinhas (<1ha). O recife de Antonio Novo apresentou uma configuração diversa,
com uma escarpa abrupta da parte oeste para leste, com cerca de 10m e foi o que se
localizou mais próximo à quebra da plataforma. As superfícies recifais submersas fundas
(13 a 32m de profundidade) diferem-se entre si nos aspectos referentes à profundidade,
área, rugosidade e complexidade de habitat, tipo de cobertura viva e riqueza de espécies
(Figura 3c, d).
(FIGURA 6.5 B,C,D,F,H – TESE)
Figura 3. Exemplos de biodiversidade associada à cobertura de substratos rochosos (recifes de arenito – beachrocks e arenitos ferruginosos) na área de estudo. (A) Superfície dos recifes intermarés de Pirangi; (B) Região inframarés dos recifes da Ponta de Ilha Verde; (C) Biodiversidade associada aos recifes de barreirinhas (cerca de 13m de profundidade) – recobertos basicamente por algas e (D) Biodiversidade associada aos recifes da pedra sem nome (cerca de 22m de profundidade) – recobertos por algas e esponjas / Examples of biodiversity associated with
152
rocky surfaces (beach-rocks and beach-rocks plus ferruginous arenites) at study site. (A) Intertidal reefs of Pirangi; (B) Subtidal shallow reefs of Ponta de Ilha Verde; (C) Biodiversity on Barreirinhas reefs (about 13m depth) basically covered by algae; and (D) Biodiversity on Pedra sem nome reefs (about 22m depth) cobered by algae plus sponges.
Os principais organismos bentônicos que recobrem os substratos dos recifes fundos são
as algas e esponjas, sendo os corais encontrados com baixa abundância relativamente
aos outros grupos. As algas, em seus principais grupos encontrados (folhosas e
calcárias) recobrem cerca de 72.15% dos substratos rochosos (com variação de
±18.65%); as esponjas em suas variadas espécies recobrem 13.62% (±8.43%) e os
corais pétreos apenas 0.72% (±1.08%). Na avaliação da complexidade recifal através do
método de observação, as maiores rugosidade e complexidade de habitat foram
encontradas no recife Pedra do Felipe, a menor rugosidade nos recifes Pedra do Velho e
Pedra do Felix e maior variedade de formas de crescimento no recife Mestre Vicente.
Este apresentou grande cobertura de algas folhosas (60.4%), seguido dos recifes Pedra
do Lima (56.77%) e Pedra do Felix (42.24%), já a Pedra do Felipe foi o recife que
apresentou maior quantidade de cobertura por algas calcárias (45.21%), representando o
dobro do recobrimento por algas folhosas. A pedra do Felix foi o recife com maior
cobertura de algas filamentosas (25.8%) (Grimaldi, 2014).
Quanto à megafauna de invertebrados bentônicos, a maior abundância de indivíduos por
metro quadrado foi encontrada em Mestre Vicente, com 170 indivíduos/40m2. Já a Pedra
do Lima apresentou (88 ind./40m2) e a Pedra do Felix (69.6 ind./40m2), sendo os recifes
vastamente recobertos por esponjas, com exceção do Cabeço do Leandro, onde os
corais pétreos apresentaram cobertura equivalente às esponjas. Quanto à riqueza de
invertebrados, os recifes mais ricos são: Cabeço do Leandro, com oito táxons
encontrados e Pedra do Felipe com sete, os demais apresentaram apenas quatro, dentre
os onze grupos avaliados (ascídias, caranguejos, camarão palhaço, corais duros e moles,
esponjas, estrelas do mar, gastrópodes, lagostas, ouriços, poliquetas e polvos) (Grimaldi
op. cit.).
153
A partir da análise das informações disponíveis de geo/biodiversidade e com base nas
classificações de habitat propostas por (Anderson et. al. 2007 e Greene et. at. 2007) é
possível organizar as informações para os controles abióticos e bióticos da plataforma
(Tabela 5 – TESE) e sugerir os seguintes habitats para a plataforma sul potiguar (Figura
4):
(FIGURA 6.4 – TESE)
Figura 4. Mapa de habitats para a área de estudo. (A) Habitats da plataforma rasa; (B) Habitats da plataforma externa – recifes fundos dominados por algas; (C) Habitats da plataforma externa – recifes fundos dominados por algas e esponjas. Legenda (AP): área da pesquisa; (Fo): feições sedimentares onduladas; (Rf) recifes fundos; (Rrv): recifes rasos validados; (Rrp): recifes rasos possíveis; (Ri): recifes intermarés; (Rp) recifes praiais; (HabRFa): habitat dos recifes fundos dominados por algas; (HabRFae): habitat dos recifes fundos dominados por algas e esponjas; (Fm): possíveis áreas com fanerógamas marinhas; (Pr): plataforma rasa; (Pr-e): interface plataforma rasa e externa; (Pe): plataforma externa; (Bat): isolinhas batimétricas; (Ppm): pontos de interesse para pesca e mergulho; (Urbe): urbanização; (Água): corpos d’água, rios; (UCs): limites das unidades de conservação terrestres; (Mun): limites municipais.
A plataforma leste potiguar pode ser dividida em rasa ou interna e externa de acordo com
a característica sedimentar, integrado a este ambientes, são encontrados diferentes
habitats.
Plataforma rasa (Figura 4A): Superfície sedimentar terrígena, em sua maioria composta
por areias finas a médias, com sedimentos mistos próximos a áreas recifais costeiras e
sedimento lamoso nas áreas anteriores aos recifes. Estende-se desde as praias até a
profundidade de 13 a 15m. Além do fundo inconsolidado, a plataforma rasa apresenta os
seguintes habitats: recifes praiais - superfícies recifais mistas (beach-rocks e arenitos
ferruginosos) encontradas junto às praias; recifes costeiros intermareais: superfícies
recifais mistas, localizadas em áreas intermarés próximas às praias (300m a 2km de
distância do sul para o norte), compostos por beach-rocks (superfícies planas) e em
algumas áreas com incrustações significativas de arenito ferruginoso (superfícies
rugosas); recifes rasos: superfícies recifais mistas, análogos aos recifes intermareais,
contudo apresentando maior quantidade de cobertura viva, principalmente relacionada à
algas. De acordo com informações locais, algumas áreas próximas aos recifes rasos
apresentam bancos de fanerógamas, locais importantes para a manutenção do peixe-boi
154
marinho. Plataforma externa (Figuras 4B e C): Superfície sedimentar carbonática,
composta em grande porcentagem por algas calcáreas e outros organismos relacionados
ao fundo e à coluna d’água (areia grossa/cascalho carbonáticos). Extende-se desde o
limite com a plataforma rasa ou interna (13 a 15m) até a quebra da plataforma (> 50m).
Esta superfície é reconhecida localmente como restinga biodetrítica marinha, é o tipo de
fundo mais comum encontrado na área de estudo. Este ambiente apresenta-se plano em
grande extensão, ou com a formação de marcas de onda, mega-ripples ou pequenas
dunas submersas. Além do fundo inconsolidado, a plataforma extrena apresenta os
seguintes habitats: recifes submersos - cobertura algas (Figura 4B) e cobertura
algas/esponjas(Figura 4C): Superfícies recifais com conformação e tamanho variáveis,
ocorrendo de forma espaçada desde os 13m de profundidade até a quebra da
plataforma, alguns com área relativamente grande como o de Barreirinhas e outros se
apresentando como cabeços ou rochas isoladas. Os recifes em menor profundidade (13-
20m) apresentam uma porcentagem de cobertura de algas maior, relativamente a
esponjas e corais, já os localizados em profundidades maiores (>20m) apresentam maior
quantidade de recobrimento por esponjas e algas. Tanto recifes intermareais, como
submersos possuem orientação N-NW/S-SE, predominantemente.
4. Discussão
Conhecer e definir quais são os controles biológicos, geológicos e oceanográficos para
mapear habitats ou bioregiões não é uma tarefa simples. Ainda hoje não existem técnicas
satisfatórias ou esquemas de classificação confiáveis que oferecem respostas para este
problema de pesquisa. O desafio de encontrar respostas e compreender os fatores que
podem exercer controle, sobre a geodiversidade e a biodiversidade da plataforma
continental leste do Rio Grande do Norte, tornam o tema desta pesquisa de grande
interesse para a comunidade científica. Com o mapeamento das diferentes feições e
habitats é possível avaliar quais são as áreas mais ou menos sensíveis à exploração e
155
prioritárias para a conservação. Desta forma contribuindo para o planejamento nos
setores público e privado de atividades offshore, de forma a minimizar possíveis impactos
ambientais na instalação de estruturas físicas próximas a áreas recifais, como campos de
exploração de petróleo, usinas eólicas, etc.
Para definição de habitats, é imprescindível uma consistente série temporal e espacial de
dados abióticos e bióticos, que possibilitem a estruturação de um esquema de
classificação o mais próximo possível da realidade (Greene et. al. 1999). Isto já é uma
realidade para alguns grupos de pesquisa nos EUA, Canadá, Europa e Oceania
(Austrália e Nova Zelândia), porém não é o que ocorre para a América do Sul e em
particular o Nordeste do Brasil onde se encontra inserida a área de estudo, visto que
tanto dados abióticos, como bióticos nesta plataforma ainda encontram-se em um estado
inicial de aquisição e validação.
A plataforma continental Leste do Rio Grande do Norte, apresenta a mesma orientação
(N-S) e contiguidade com as plataformas da Paraíba e Pernambuco, o que lhe confere
muitas similaridades, tanto referentes ao perfil batimétrico e largura, como às
características dos substratos inconsolidados e consolidados. Esta região da plataforma
tropical brasileira apresenta como características principais, a presença de sedimentos
superficiais terrígenos (siliciclásticos) na plataforma interna e biogênicos (carbonáticos),
recobrindo a plataforma externa, além de lineamentos de recifes areníticos desde a zona
costeira até a quebra da plataforma (Araújo et al. 2004; Cabral Neto et al. 2014; Knoopers
et al. 1999; Pierri, 2015; Vital et al. 2010; Vital 2014). Sendo uma plataforma tropical
relativamente estreita, rasa e com a zona fótica atingindo sua quebra, a área de estudo
apresenta características de ambiente marinho tropical de águas rasas (Sanders, 1968).
Como características-chave para definição de habitats, aponta-se a separação clara entre
os sedimentos constituintes da superfície (terrígenos até 13-15m e carbonáticos até a
quebra da plataforma), além das peculiaridades de cada formação recifal ao longo de
toda a área. A superfície sedimentar carbonática, reconhecida localmente como restinga
156
biodetrítica marinha, pode ser considerada uma superfície “viva”, rica em organismos
constituintes da micro e meso epifauna e infauna bentônica (sentido de Snelgrove, 1999),
recoberta por algas e esponjas e compostas geralmente por (fragmentos de algas, macro
e micro-organismos). Esta superfície é moldada conforme a hidrodinâmica local, exibindo
áreas planas e formações de marcas de onda: ripples, mega-ripples ou pequenas dunas
submersas, conforme classificação proposta por Ashley (1990). As formas de fundo
inconsolidado encontradas são análogas a áreas correspondentes da plataforma a norte
e sul da área de estudo (Amaral, 1999; Araújo et al. 2004; Gomes & Vital, 2010;
Knoopers et al. 1999; Testa & Bosence, 1999; Vital et. al. 2010; Vital 2014),
diferenciando-se entretanto em relação ao Setor Norte, quanto a extensão, por ser muito
mais estreita, e sem distinção definida da plataforma média, como apresentada no setor
Norte (Gomes & Vital, 2010; Testa & Bosence, 1999; Vital et. al. 2010; Vital 2014 ).
De acordo com (Dayton, 1971), as regiões da plataforma onde há substratos rígidos,
geralmente são locais com maior biodiversidade e/ou biomassa por metro quadrado.
Superfícies rochosas irregulares proporcionam locais ideais para a fixação de organismos
filtradores, já que estas estruturas podem formar barreiras hidrodinâmicas, permitindo
que haja maior fluxo ou circulação de água. Fundos complexos e irregulares também
promovem uma interessante proteção natural para organismos juvenis e invertebrados,
sendo locais propícios para o crescimento e desenvolvimento destes organismos.
Comparado com locais de altas latitudes, as superfícies consolidadas presentes nas
plataformas tropicais, apresentam maior diversidade de espécies e representam locais
prioritários para conservação (e.g. Roberts et. al. 2002; Wahl, 2009; MMA, 2010).
A variação na composição dos substratos recifais costeiros é bastante dependente do
período de exposição, rugosidade e níveis de stress ambiental nos quais os organismos
associados ao fundo se encontram. A cobertura viva do substrato dos recifes rasos e
intermarés de Pirangi é basicamente composta por algas, principalmente vermelhas e
pardas, seguido de algas verdes e corais (Azevedo, 2011). Áreas recifais intermarés,
157
compostas por beach-rocks, são relativamente planas e permanecem aproximadamente
de três a quatro horas emersas durante as marés baixas, em contraste com as áreas
recifais rugosas (com incrustações de arenito ferruginoso sobre a base de beach-rock),
que permanecem aproximadamente sete horas expostas, em alguns locais, (Barboza,
2014). Maior tempo de exposição ocasiona temperaturas mais elevadas e justifica a alta
densidade de cracas (Maxillopoda), encontradas nas áreas intermarés rugosas, uma vez
que são organismos adaptados a essas condições de estresse (Stephenson &
Stephenson, 1972; Anderson, 1994). Apesar das condições adversas (impacto de ondas,
grandes variações físico-químicas e de temperatura diárias, estresse relativo a tempo de
exposição aérea), a topografia acidentada do substrato das áreas intermarés,
principalmente àquelas rugosas, permite a formação de poças de maré que atuam como
micro-habitats (Nybakken & Bertness, 2004), possibilitando a ocorrência de espécies
também adaptadas a estas condições e assim, aumentando a biodiversidade local nos
recifes. As formações encontradas nos recifes fundos possuem característica arenítica,
base para incrustação da cobertura viva, como algas, esponjas e, em menor escala,
corais. Estes organismos promovem suporte para uma série de espécies marinhas se
fixarem e contribuem de maneira significativa para a cadeia trófica associada. As
esponjas são um componente estrutural e funcional importante nos recifes fundos, devido
à alta diversidade de espécies, abundância de indivíduos e biomassa (Grimaldi, 2014). A
grande abundância de esponjas evidencia locais de alta energia hídrica, sugerindo locais
com elevado material em suspensão disponível para organismos filtradores. É possível, a
partir das informações, apontar que os recifes localizados a maiores profundidades
possuem em geral maior recobrimento por esponjas, comparativamente, entretanto cada
recife possui características próprias. Não há ainda relações claras entre rugosidade,
riqueza e diversidade de substrato, apenas similaridades de forma e a possibilidade de
constituírem os mesmos alinhamentos, referentes a antigas linhas de costa. Por exemplo,
o alinhamento (barreirinhas, mestre vicente, pedra do felix, meros e cabeço do leandro),
158
entre 13 e 20m de profundidade e (pedra do felipe, fogo, do lima, sem nome), entre 22 e
28m.
O mapa de habitats sugerido (Figura 4) deve ser considerado para conservação marinha
e gerenciamento e deve ser utilizado em conjunto com outras informações disponíveis,
referentes ao uso de recursos marinhos como a pesca, características físicas e geo-
políticas locais e regionais (Rice et. al. 2011). (Tews et. al. 2004) recomendam que a
diversidade de espécies marinhas é dependente da heterogeneidade e diversidade de
habitat disponível, ou seja, quanto mais heterogêneo, rugoso, com composições variadas
de fundo, profundidades e fatores físicos/biológicos como a incidência de correntes e
ressurgência, mais rico em diversidade este habitat pode ser.
O ecossistema bentônico e seus habitats são de extrema importância para a gestão e
conservação marinha. A aplicação de tecnologias que envolvem dados geográficos em
sistemas de informação integrados para áreas oceânicas é proposta por (Harrys &
Whiteway, 2009), incluindo dados biofísicos globais e informações locais onde dados já
estão disponíveis, como no sistema OBIS (Ocean Biogeographic Information System –
OBIS, 2013). (Last et. al. 2010) propõem que como definição de riqueza de habitats deve-
se considerar a classificação hierárquica baseada na biodiversidade bentônica (fator
bottom-up), para aplicação no planejamento/gerenciamento da plataforma. A ictiofauna
encontrada demonstra a importância dos recifes como suporte à fauna marinha (fator
bottom-up – recife é base para a comunidade de peixes), influenciando fortemente a
comunidade de espécies integrantes da zona nerítica epipelágica. A diversidade de
peixes entre as áreas recifais praiais e intermarés é similar, sendo as áreas de maior
complexidade, os recifes intermarés (maior número de espécies e índices de
biodiversidade como rugosidade, variedade de forma de crescimento, altura, categoria de
refúgio, cobertura viva e substrato duro), as que apresentam uma estrutura de
assembleia de peixes mais complexa Torquato (2010). Os recifes costeiros apresentam
diversas espécies em estágio juvenil, de importância comercial e algumas como o
159
Lutjanus analis que se encontra em situação vulnerável, de acordo com a lista vermelha
publicada em 2008 pela International Union for Conservation of Nature (IUCN). A
abundância e diversidade encontradas nas áreas próximas aos recifes fundos,
demonstram indícios de sobre-pesca, com elevada abundância de hemulídeos,
invertívoros de pequeno porte e baixa abundância de espécies de peixes de maior porte,
carnívoros e herbívoros (espécies alvo da pesca) (Grimaldi, 2014). De acordo (Garcia,
2006), a maior diversidade de espécies de peixes na plataforma potiguar, está associada
aos recifes (costeiros e fundos), sendo 61% das espécies estritamente dependentes dos
recifes ao longo do seu ciclo de vida e 89% associadas a eles em alguma etapa da vida.
Também segundo (Garcia op. cit.), a ictiofauna desta área é intimamente relacionada a
dos estados vizinhos, principalmente Paraíba e Pernambuco, havendo uma grande
probabilidade de conexão faunística entre os recifes situados na plataforma desta região.
O autor indica que a similaridade ictiofaunística é determinada pela analogia de habitats
da plataforma e características similares na físico-química da água do mar.
Este setor da plataforma é local importante para migração, alimentação e desova de
tartarugas, envolvendo as espécies que ocorrem no Oceano Atlântico, como evidenciam
alguns trabalhos promovidos pelo projeto Tartarugas Marinhas -TAMAR (Marcovaldi et.
al. 2010; da Silva et. al. 2011; Marcovaldi et. al. 2012; Santos et. al. 2013). As praias e a
plataforma são de extrema importância para a manutenção da população das tartarugas-
de-pente, visto que é a região responsável pela maior parte das desovas desta espécie
na costa Brasileira. As tartarugas-de-pente utilizam também esta área em grande parte
de seu ciclo de vida, incluindo os períodos pré e posterior às desovas. Estas tartarugas
alimentam-se basicamente de esponjas, conforme descrito anteriormente, a principal
cobertura viva presente nos recifes fundos. Esta é uma das espécies de tartarugas
marinhas mais ameaçadas, principalmente devido ao valor comercial de seu casco.
(Marcovaldi et. al. 2012 e Santos et. al. 2013). Mamíferos marinhos utilizam esta área
para passagem, alimentação e reprodução, como os golfinhos, peixes-boi e baleias
160
jubarte. As baleias aparecem a profundidades superiores à 14m e a uma distância de
cerca de ao menos 7km da costa, já os golfinhos são facilmente vistos próximos às baías
nos períodos de alimentação e os peixes-boi, próximos a desembocaduras de rios e
bancos de fanerógamas, ainda não mapeados para esta área (Medeiros, 2006;
Nascimento, 2006; Marques & Creed, 2008; de Lima et. al. 2011).
A área é utilizada principalmente para as atividades de pesca, seja ela para captura de
espécies demersais, como a cavala, o serra e o galo-do-alto, assim como para espécies
mais ligadas ao fundo, como as ciobas, dentões, ariacós e serigados. O recurso
bentônico mais explorado são as lagostas, sendo comum o uso de armadilhas de pesca
instaladas nas áreas de restinga marinha, reconhecidas localmente como marambaias.
(Garcia, 2006; Grimaldi, 2014). Mergulho recreativo e atividades de transporte marítimo
são comuns nesta área. Ademais, o local é também de uso militar, com lançamentos de
foguetes e treinamentos ligados às atividades do CLBI (Centro de Lançamentos da
Barreira do Inferno). Nos recifes intermarés ocorre intensa atividade de turismo, com
limite estabelecido através de Termo de Ajuste de Conduta. Esta atividade também gera
impacto de pisoteamento de espécies relacionadas ao fundo e turbidez por ressuspensão
de sedimentos na área anterior aos recifes (e.g. Azevedo, 2011; Barboza, 2014).
A conservação da biodiversidade marinha no Brasil ainda é considerada incipiente, a
despeito da legislação existente e das áreas protegidas marinhas implantadas. As
unidades de conservação são escassas em número e extensão e, em alguns casos, não
tiveram seus planos de manejo elaborados/implementados ou carecem ainda de
infraestrutura para efetivá-las. A gestão da atividade pesqueira é precária, com baixa
articulação das comunidades envolvidas. As principais iniciativas de conservação incluem
a identificação de áreas-chave para a conservação da biodiversidade, inventários,
monitoramento intensivo da atividade pesqueira, educação ambiental, a criação de áreas
protegidas e a melhoria de gestão daquelas já existentes Amaral & Jablonski (2005).
Para haver a possibilidade efetiva de conservação ambiental, é fundamental a
161
compreensão das interações homem x ambiente, a integração dos saberes locais e
reconhecimento dos valores culturais, sociais e econômicos. Pesquisadores ligados ao
meio acadêmico, instituições governamentais, não governamentais, associações de
pescadores, demais representações locais e o setor privado devem dialogar e perceber o
papel de cada um nesta função integradora.
O reconhecimento das espécies ameaçadas e os respectivos habitats, são de grande
relevância para manejo e estratégias de conservação. Uma série de autores (e.g..
Roberts et. al. 2002; Gray, 2004; Garcia, 2006; Wahl, 2009; Harris & Baker, 2012)
reiteram a relevância dos recifes em plataformas continentais tropicais como áreas de
grande importância para o equilíbrio trófico e estoques pesqueiros. O relatório sobre
áreas prioritárias para conservação MMA (2010) aponta para a necessidade de
conservação dos ambientes recifais da plataforma Nordeste, inserindo a região dos
recifes de Pirangi, como área prioritária para conservação no Brasil.
5. Conclusão
A plataforma Leste do Rio Grade do Norte, na região de Pirangi, é muito rasa e estreita,
pode ser dividida em interna e externa conforme sua característica sedimentar superficial
(terrígena e carbonática). A plataforma interna é caracterizada pela presença
predominante de sedimentos terrígenos (siliciclásticos), classificados como areias finas a
médias, com extensão média de 3 km (sul) a 6.5 km (norte) e limitada pela profundidade
de 13-15m; enquanto a externa, recoberta por sedimentos carbonáticos de origem
biogênica, em sua maioria cascalhos, se estende desde o limite com a interna até a
quebra da plataforma, em média a profundidades em torno de 50m. A decomposição de
organismos como as algas carbonáticas contribuem de forma significativa na manutenção
das áreas inconsolidadas da plataforma carbonática, reconhecida localmente como
restinga biodetrítica marinha, base para uma série de organismos marinhos e o principal
recurso pesqueiro da região, a lagosta. As áreas recifais costeiras, intermarés e
submersas são importantes para a manutenção dos organismos juvenis, incluindo
162
espécies ameaçadas. Já as áreas recifais profundas são importantes locais de pesca,
contando com espécies comerciais já em tamanho para captura. Os recifes costeiros
apresentam grandes quantidades de algas vermelhas e pardas, além de crustáceos e
moluscos associados ao ambiente; os recifes submersos a profundidades entre 13 e 20m
apresentam predominância na cobertura de algas; já os recifes mais fundos apresentam
um aumento significativo na cobertura de esponjas, além das algas. A partir de dados
bióticos e abióticos de base, é possível através das técnicas de mapeamento do leito
marinho e análise das variáveis físicas, buscar uma avaliação espacial entre as áreas
recifais e os diferentes níveis de complexidade do substrato. Avaliar, por exemplo, de
acordo com as características da coluna d´água, profundidade e rugosidade, áreas mais
propícias à fixação de diferentes grupos ou coberturas bentônicas. O mapeamento de
habitats é considerado uma ferramenta de grande utilidade para a gestão e planejamento
de uso de áreas marinhas. Os mapas de habitats são estritamente dependentes da
densidade e qualidade das informações abióticas e bióticas disponíveis e o uso de
metodologias que possibilitem validação e comparação dos resultados com outros locais
é fundamental. Por ser uma abordagem relativamente recente, técnicas de mapeamento
de habitats estão sendo aplicadas de formas variadas. As informações determinantes
para a conformação do habitat não são completamente reconhecidas; além das
informações disponíveis ainda não se mostrarem conclusivas. Desta forma, o mapa
construído para este trabalho indica os habitats a partir de dados pontuais e espaciais
sobre o ambiente, necessitando adensamento dos estudos da plataforma que
promoverão alterações neste mapa. Este trabalho oferece um avanço no
reconhecimento da plataforma potiguar, através da proposta de unificar informações de
base abióticas e bióticas disponíveis, indicando características gerais da plataforma e
seus habitats. A integração de grupos de pesquisa para o conhecimento dos habitats
marinhos é primordial. O reconhecimento deste ecossistema marinho da plataforma
163
tropical é relevante para futuros planos de conservação, uso e gerenciamento do espaço
marinho.
6. Agradecimentos
Este trabalho foi elaborado como parte de tese de doutorado do primeiro autor, realizado
no Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica (PPGG) da Universidade
Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), com bolsa da Agência Nacional do Petróleo,
Gás Natural e Bio-combustíveis (ANP), através do Programa de Recursos Humanos
(PRH-22 ANP/MCT) e patrocínio da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e
Corporação Multinacional Brasileira de Energia, Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobras). O
trabalho também teve apoio do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT Amb
Tropic) do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e
Ministério da Ciência e Tecnologia, e do projeto para conservação desenvolvido pela
ONG Oceânica (Ponta de Pirangi). O primeiro autor agradece a Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela participação no programa
de doutorado sanduíche (PDSE) na Faculdade de Ciência e Tecnologia da Bournemouth
University (UK). Os autores agradecem ainda a infraestrutura disponibilizada pela UFRN
através do Laboratório de Geologia, Geofísica Marinha e Monitoramento Ambiental
(GGEMMA/UFRN) e do Laboratório de Biologia Pesqueira (LABIPE/UFRN), bem como
ao suporte oferecido pelas equipes destes laboratórios em atividades de coleta,
processamento e análise dos dados.
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