paleocanais distributários, incisão fluvial, … 2º simpósio de geotecnologias no pantanal,...

Anais 2º Simpósio de Geotecnologias no Pantanal, Corumbá, 7-11 novembro 2009,

Embrapa Informática Agropecuária/INPE, p.115-123.

115

Paleocanais distributários, incisão fluvial, construção e abandono de lobos deposicionais na evolução geomorfológica do megaleque do São Lourenço, Pantanal

Mato-grossense

Fabrício Aníbal Corradini¹

Hiran Zani²

Mario Luis Assine¹

Sidney Kuerten¹

Aguinaldo Silva¹,³

Frederico dos Santos Gradella¹

1

Universidade Estadual Paulista – UNESP – Campus de Rio Claro

Instituto de Geociências e Ciências Exatas - IGCE

Av. 24 A, 1515 – 13506-900

Rio Claro - SP

[email protected]; [email protected]; [email protected],

[email protected]

² Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE

Avenida dos Astronautas, 1758 – Caixa Postal 515 - 12201-970

São José dos Campos – SP

[email protected]

3

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - UFMS - Campus do Pantanal

Departamento de Ciências do Ambiente

Avenida Rio Branco, 1270. CEP 79304-902

Corumbá - MS

[email protected]

Resumo. O reconhecimento das redes de paleocanais distributários é a chave para reconstituir a evolução

geomorfológica de leques fluviais, que se processa através da construção e abandono de lobos deposicionais.

Com o objetivo de definir os lobos deposicionais e o estabelecimento de sua cronologia relativa, foram

analisados imagens de satélite e dados de elevação da missão SRTM, tendo sido gerados modelos de superfície

de tendência e mapas de resíduos extraídos de polinômios de diversas ordens. Lobos deposicionais antigos foram

reconhecidos na superfície do megaleque do São Lourenço, bem como uma planície meandrante embutida num

vale inciso na porção superior/média do leque. Cinco lóbulos deposicionais foram identificados no lobo

distributário atual e sua sucessão cronológica relativa interpretada com base em critérios morfológicos.

Palavras-chave: megaleque fluvial, rio São Lourenço, superfícies de tendência, lobos deposicionais, SRTM.



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Abstract. Networks of distributary paleochannels are the key to interpret the geomorphological evolution of

fluvial fans. Aiming to define depositional lobes and to establish their relative chronologies, satellite images

were interpreted and SRTM-DEM elevation data were processed to obtain a detrended surface along the São

Lourenço megafan. Ancient depositional lobes and a meander belt within an incised valley were recognized in

the upper/middle fan. Five depositional lobules were identified in the active distributary lobe and its relative

chronologic succession interpreted using morphologic criteria. Key-words: fluvial megafan, São Lourenço river, trend analysis, depositional lobes, SRTM.

1. Introdução

A planície do pantanal é um extenso trato de sistemas deposicionais, cuja característica mais

marcante é a presença de megaleques construídos por rios. Três condições principais

requerem o pleno desenvolvimento de megaleques fluviais: a) desconfinamento do canal das

áreas de planalto para a planície, com abrupta redução da declividade; b) produção de

sedimento da área-fonte suficiente para a construção do leque; e c) condições climáticas

favoráveis (Horton e DeCelles, 2001).

Leques construídos por rios geralmente têm forma semi-circular, baixa declividade e rede

de drenagem radial, do seu ápice para sua franja (Schumm, 1977). Considerando a freqüência

e a magnitude de cheias na planície, o canal é o maior responsável pela modelagem

topográfica dos elementos fisiográficos. Os lobos deposicionais são os que mais se destacam

(Rachocki, 1981), apresentando dinâmica sedimentar de construção e abandono, e geometria

de complexos sedimentares com formas alongadas, depositados por um canal principal que

apresenta bifurcações para jusante, delineando rede de drenagem distributária (Denny, 1967;

Schumm, 1977).

Os megaleques do Pantanal são sítios atuais de aporte de sedimentos, de forma que os

vários sistemas deposicionais são palco de processos de sedimentação, como pode ser

observado nos megaleques do Taquari (Braun, 1977; Assine 2003, 2005; Zani, 2006), do

Paraguai (Silva et al., 2006; Assine e Silva 2009), e do Aquidauna, Facincani (2006).

Megaleques apresentam mudanças rápidas e abruptas, o que causa mudanças frequentes na

sua fisiografia.

Outro importante megaleque do Pantanal, objeto do presente trabalho (Figura 1), é o que

vem sendo construído pelo rio São Lourenço, situado na porção nordeste da Bacia do Alto

Paraguai (BAP). Com área aproximada de 41.500 km², o megaleque apresenta complexa rede

hidrográfica e se caracteriza por relevo plano, sujeito as inundações periódicas.

2. Objetivo

Os processamentos de imagens orbitais, em geral, não têm mostrado nitidamente a rede

distributária e os lobos existentes no megaleque do São Lourenço. A orientação preferencial e

a mobilidade dos canais nos diversos compartimentos do megaleque, sejam eles tributários ou

distributários, é de difícil reconhecimento, assim como a interpretação da seqüência dos

eventos deposicionais.

Os objetivos do trabalho é a definição dos padrões de drenagem, a definição de lobos

deposicionais e o estabelecimento de sua cronologia relativa, bem como a previsão do sentido

preferencial de construção e abandono dos novos lobos distributários, com base em modelos

digitais de elevação (MDE) e de modelos matemáticos que permitam a definição de

superfícies de tendência. Modelos matemáticos e técnicas de resíduos aplicadas em imagens

de elevação do terreno podem refinar o mapeamento de geoformas deposicionais e no

reconhecimento de suas relações morfológicas, como sobreposição e truncamento dos

elementos identificados (Zani e Assine, 2009).



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Figura 1. Bacia de drenagem do alto rio Paraguai, formada por megaleques fluviais que

compõem o trato de sistemas deposicionais. A área de estudo está indicada por retângulo

vermelho (modif. Assine, 2003).



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3. Material e Métodos

Para o desenvolvimento do trabalho, imagens orbitais foram armazenadas em banco de dados

(SIG), sendo todas registradas e unificadas no mesmo datum WGS-84. Obteve-se mosaicos

do satélite Landsat 5 Geocover 2000, bandas 7, 4, 2 reamostradas para 14,25 m. Foram

também utilizadas imagens de 1976 do satélite Landsat 2, bandas 4, 3, 2, imagens de 1985 do

satélite Landsat 3, bandas 4, 3, 2, e imagens de 2008 do satélite ASTER, bandas 1, 2 e 3. A

composição dos canais foi gerada no software Envi 4.5, que possibilitou realçar as geoformas

deposicionais e algumas redes de drenagem e de paleodrenagem na parte proximal do

megaleque.

Diversos pesquisadores têm aplicado MDE em estudos de geomorfologia e

paleohidrologia (Petts e Gurnell, 2005; Vallet-Coulomb et al., 2006; Wise, 2007; Paillou, et

al., 2009); Jones (2002), Valeriano (2004), Grohmann (2005), Hengl et al. (2008), Paz et al.

(2008), Zani (2006, 2009). No desenvolvimento deste trabalho, imagens de radar SRTM

(Shuttle Radar Topography Mission) foram corrigidas para bad values, aplicando-se

previamente a ferramenta density slice para verificar se havia superfícies características de

lobo deposicional na planície do rio São Lourenço. No software Global Mapper 9.0 refinou-se

a paleta de cores altimétricas para realce das formas morfométricas identificadas nos MDE. O

efeito dossel nessas imagens contribui para o realce da geomorfologia, visto que a vegetação

arbórea é inversamente proporcional à permanência de água na planície como apontado por

Casco et al. (2005) e Corradini et al. (2006).

Para a análise das superfícies de tendência foi criada uma máscara em morros residuais e

relevos que não possuem origem fluvial. Esta etapa foi realizada no software ArcGIS.

Posteriormente, a máscara gerada foi utilizada para recortar no MDE, a área de interesse, na

qual foi aplicada uma equação polinomial genérica para representar a tendência topográfica

geral da superfície:

0 0

N Ni j

ij

i j

Z d X Y= =

=∑∑ (1)

onde: a altitude (Z) está em função das coordenadas geográficas (X,Y), sendo (i) e (j)

variáveis de interação da equação, (d) o coeficiente de regressão e (N) o grau do polinômio.

Após testes realizados e comparações visuais, optou-se por utilizar um polinômio do

quarto grau para a representação generalizada da topografia do megaleque do São Lourenço.

A subtração desta superfície gerada com os dados originais do MDE resultou em dados de

resíduos altimétricos, que representam a microtopografia do ambiente deposicional. No novo

plano de informação gerado, resíduos positivos representam geoformas deposicionais,

resultado da ação continua de processos de sedimentação. Por outro lado, os valores negativos

representem áreas potencias para futura sedimentação, uma vez que tais áreas se encontram,

teoricamente, abaixo da superfície de ajuste.

Por fim, o produto gerado foi inserido no banco de dados e sobreposto às imagens de

satélite para análise e interpretação de paleocanais distributários e de lobos deposicionais, e da

relação entre as geoformas visando estabelecer a cronologia relativa dos eventos de incisão,

construção e abandono de lobos.

4. Resultados e Discussão

O megaleque do São Lourenço é considerado um megaleque fluvial por apresentar uma área

superior a 104 km², conforme classificação de Horton e DeCelles (2001). Sua geomorfologia



119

compreende lobos antigos, uma planície de meandros em vale inciso e um complexo lobo

distributário atual (Figuras 2 e 3).

A parte proximal do megaleque, onde se encontram os lobos antigos, mostra morfologias

reliquiares e padrão de drenagem distributária que remontam, provavelmente, ao Pleistoceno

tardio (Assine e Soares, 2004). Com área aproximadamente 1/3 menor do que o atual, o

desconfinamento do canal ocorria na porção apical do leque, conforme se depreende da

geometria radial delineada no MDE apresentado na Figura 2B. A superfície dos lobos antigos

foi posteriormente degradada, tendo sido dissecada por canais tributários que se sobrepõe à

rede dos canais distributários (indicado por setas na Figura 3A).

As incisões que originaram os canais na parte proximal do megaleque datam do mesmo

período da incisão do vale principal, onde se encontra embutida a atual planície de meandros

do rio São Lourenço. A direção N55E do vale inciso (entrincheirado) na porção

superior/média do megaleque está condicionada pela Falha do São Lourenço, que se projeta

do planalto para oeste em direção à planície (Del´Arco et al., 1982 e Pedreira et al., 2004).

A planície meandrante do rio São Lourenço, embutida no vale inciso, apresenta extensão

de 80 km e largura média de 1,3 km, tendo resultado de agradação fluvial devido à subida do

nível de base ocorrida após a incisão fluvial (Figuras 2 e 3A).

A progressiva diminuição da altitude dos terraços marginais causa o desconfinamento da

planície e o início do lobo distributário atual (Figura 3). Paleocanais evidenciam diferentes

eventos de mudança de canal no lobo distributário atual, resultando num padrão de drenagem

complexo. As mudanças estão associadas a processos de avulsão, o que implica a construção

e abandono de lóbulos deposicionais. As condições iniciais que favorecem a avulsão são

aportes elevados de sedimentos vindo da área fonte, sendo que, parte desses sedimentos

deposita no canal por agradação. Ao mesmo tempo, diques marginais crescem verticalmente

tornando mais alto que as planícies adjacentes. Durante o período de cheia há rompimento

desses diques marginais e a progradação sedimentar sobre as áreas mais baixas (Assine, 2005).

O mapa de resíduos de 2º grau mostra claramente as áreas onde ocorreu formação de

lobos deposicionais, que, pelo acúmulo de sedimentos apresentam posição topográfica mais

elevada. Mostra também áreas que ainda apresentam espaço de acomodação por estar numa

situação topograficamente mais baixa em relação à superfície de ajuste. As paleo-redes

distributárias no lobo atual estão bem ressaltadas pelas geoformas deposicionais o que dá

subsídios para a interpretação da sucessão cronológica relativa dos lóbulos (Figura 3B).

Os lóbulos são unidades fisiográficas de dimensões menores que a dos lobos. Como regra

geral, a condição essencial para a formação dos lobos é existência de espaço de acomodação

para que ocorra sedimentação. Alterações do nível de base permitem que os rios avancem

para as áreas mais baixas, promovendo assim progradação e preenchimento de áreas com

déficit de sedimentos (Gouw, 2008).

A análise das imagens de satélite e dos modelos de resíduos de dados SRTM revelou que

o lobo distributário atual foi palco de, no mínimo, cinco eventos de construção e abandono de

lóbulos (Figura 3B). No lóbulo 5, mais antigo, a paleodrenagem mostra que na saída do vale

inciso o rio adquiria padrão distributário. Os lóbulos 3 e 4 apresentam muitas semelhanças

morfológicas, como rede de paleocanais distributários bem marcada e poucas áreas com

déficit de sedimentos. Destaca-se que há um espaço de acomodação entre o lóbulo 3 e o

lóbulo 4 (Figura 3B), mas o espaço não foi preenchido porque o canal do São Lourenço

ocupou a área da borda distal do lobo antigo, dando início a construção sedimentar do lóbulo

2 .



120

Figura 2. Megaleque do São Lourenço. A) Imagem Landsat Geocover 2000, bandas

R7G4B2; B) Modelo de elevação do terreno, onde se pode observar o padrão concêntrico

centrado no ápice, característico de leques aluviais; C) Mapa de resíduos criado a partir de

superfície de tendência de 4º grau; áreas com espaço potencial de acomodação de sedimentos

(azul); áreas sem espaço de acomodação, já supridas por sedimentos (amarelo e vermelho).



121

Figura 3. A) Compartimentação geomorfológica do megaleque do São Lourenço (Mosaico

Landsat Geocover 2000, bandas B2R7G4; B) Mapa de resíduos criado a partir de modelagem

de superfície de tendência de 2º grau, com detalhe do lobo distributário atual; sucessão

cronológica relativa dos lóbulos deposicionais, do mais recente (1) para o mais antigo (5).



122

O rio mudou seu curso nas últimas décadas, abandonando o lóbulo 2 e passando a fluir

para área baixa adjacente, onde iniciou a construção do lóbulo atual, o que é evidência de que

as mudanças são extremamente rápidas neste tipo de sistema deposicional.

5. Conclusão

Grande parte da superfície do megaleque do rio São Lourenço apresenta redes distributárias

relictas, formadas durante o Pleistoceno em condições climáticas diferentes da atual. A rede

de drenagem atual, sobreposta aos paleocanais distributários preexistentes, mascara as feições

morfológicas relictas e dificultam a interpretação da evolução geomorfológica. Os métodos de

análise empregados, especialmente os modelos digitais de elevação e os mapas de resíduos de

superfícies de tendência, revelaram-se ferramentas eficientes para o reconhecimento de

paleocanais e para o mapeamento de paleo-redes de drenagem distributária, permitindo assim

a interpretação da cronologia relativa de construção e abandono de lobos e lóbulos

deposicionais no megaleque do São Lourenço.

6. Agradecimentos

Os autores agradecem à FAPESP pelo apoio à pesquisa (processo 07/55987-3); ao CNPq pela

bolsa PQ concedida a Mario Luis Assine; ao CNPq e à CAPES pelas bolsas de doutorado aos

pós-graduandos do Programa de Geociências e Meio Ambiente da UNESP.

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