mapeamento do fundo marinho na região da depressão de

0
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS
DEPARTAMENTO DE OCEANOGRAFIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA
LEONARDO PARTELLI BERTOLDI
MAPEAMENTO DO FUNDO MARINHO NA REGIÃO DA DEPRESSÃO DE
ABROLHOS, LOCALIZADA AO SUL DO BANCO DOS ABROLHOSBAHIA/BRASIL
VITÓRIA
2013
1
LEONARDO PARTELLI BERTOLDI
MAPEAMENTO DO FUNDO MARINHO NA REGIÃO DA DEPRESSÃO DE
ABROLHOS, LOCALIZADA AO SUL DO BANCO DOS ABROLHOSBAHIA/BRASIL
Projeto de Trabalho de Conclusão de
Curso
apresentado
Graduação
em
Departamento
de
ao
Curso
de
Oceanografia,
do
Oceanografia
e
Ecologia da Universidade Federal do
Espírito
Santo,
aprovação
Trabalho
da
de
como
requisito
disciplina
Conclusão
para
Projeto
de
de
Curso.
Orientador: Prof. Dr. Alex Cardoso Bastos
VITÓRIA
2013
3
Aos meus pais, que durante toda minha vida me
deram suporte para continuar minha caminhada.
4
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a DEUS, por sempre me conceder saúde, sabedoria
inteligência e humildade, para que eu conseguisse conquistar meus objetivos.
Aos meus maravilhosos pais, que sempre me apoiaram e me deram força em
toda minha caminhada, ao Henrique meu querido irmão, por sempre alegrar
meus dias e nunca me deixar desanimar, à Célia, namorada querida que
sempre me ajudou com seu apoio, carinho e sempre me passando
tranqüilidade.
A toda minha família, Tios, Tias, Primos, Primas, Avós, que sempre tiveram fé
e muito carinho por mim. Principalmente ao meu primo Jilian, que passou boa
parte da faculdade morando comigo, tendo muitos momentos inesquecíveis.
Aos meus amigos, Baiano (Pedro), Baiana (Bianca), Lucas Cabral, Lucas
Jones Elisa, Gabiroba, Breninho, Suéti, Serginho (André), Fernando, Ph
(Raphael), Rafael Almeida, Joédes, Md (Marcos Daniel), Florença, Jacqueline,
João... Principalmente aos meus amigos Smith (Pedro), Silvia, Alex Evaristo,
esses sendo de fundamental importância para a produção da minha
monografia, sempre me ajudando com seus conhecimentos técnico científicos.
Ao meu orientador Alex Cardoso Bastos, pela sua orientação, amizade,
conselhos e ajuda em todos os momentos que foram necessários.
À prof. Dra. Valéria Quaresma, por sempre estar disposta a ajudar nos
momentos em que meu orientador se encontrava ausente por algum motivo.
Ao Nélio, que me ajudou passando diversos dados importantes para essa
monografia.
Aos professores e alunos participantes dos levantamentos dos dados
mostrados nesse trabalho.
E a ANP, PRH-29 e demais pessoas que não foram citadas, que contribuíram
de alguma forma para que esse trabalho pudesse ser realizado.
5
Resumo
A plataforma continental brasileira é constituída por uma variedade de tipos de
fundo, esse sendo usados como habitats para diversos tipos de organismos. A
Geofísica vem sendo uma ferramenta muito importante para o mapeamento do
fundo marinho, esse mapeamento é de fundamental importância para o
gerenciamento dos recursos marinho e para a engenharia. A Plataforma de
Abrolhos é uma das áreas mais ricas e importante do Atlântico Sul, essa não
possui muitos estudos. O presente estudo tem como objetivo o mapeamento do
fundo marinho na região da Depressão de Abrolhos ao sul do Banco dos
Abrolhos, para a caracterização dos diferentes tipos de fundo marinho. Para tal,
foram utilizados dados diretos e indiretos de investigação geológica, com uma
combinação metodológica englobando levantamentos de sonar de varredura
lateral SVL, sísmica StrataBox e ROV. A faixa investigada englobou uma área
de 126.41 km2, sendo identificados 4 tipos de fundo: fundo dominado por
rodolito (75%), fundos de sedimentos inconsolidados (13%), fundo com
domínio recifal (6%) e fundos com domínio misto de rodolito com sedimento
inconsolidado (6%), todos esses possuindo uma variação em sua distribuição.
Além disso, pode ser verificado a morfologia atribuída a cada um desses tipos
de fundo encontrados, tendo desde morfologias suaves (rodolito e sedimento
inconsolidado) à rugosas (recifes), também pode-se verificar características
sísmicas distintas para cada um dos tipos de fundo encontrados.
6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Mapa de localização de Abrolhos e da área onde foi realizado o
presente estudo................................................................................................ 14
Figura 2: Distribuição de Domínios para a Plataforma de Abrolhos (Secchin,
2011). ............................................................................................................... 16
Figura 3: Padrões correlacionados com verdades de campo. Fonte: (Secchin,
2011). ............................................................................................................... 17
Figura 4: Mapa batimétrico da Plataforma de Abrolhos. Fonte: (Modificado de
Secchin, 2011) ................................................................................................. 19
Figura 5: Esquema representando os chaperões. Fonte: Leão et al., 2003. .... 20
Figura 6: Imagem mostrando um rodolito Fonte: (Halfar. Et al, 2000). ............. 21
Figura 7: Localização das linhas de sonar e dos pontos de ROV . .................. 23
Figura 8: A – Esquema de Sonar de varredura lateral rebocado por um barco; B
- representação da transmissão e reflexão do sinal acústico (backscattered
wave) de um sonar (A – modificado de Ayres, 2000; B – modificado de Ferns e
Hough, 2002).................................................................................................... 24
Figura 9: Esquema representativo do funcionamento do Strata Box. Fonte:
(Ayres Neto,2000). ........................................................................................... 25
Figura 10: Localização das linhas de levantamento com o Strata Box. ........... 25
Figura 11: Imagens coletadas com os mergulhos do ROV. Fonte: (Secchin,
2011). ............................................................................................................... 26
Figura 12: Padrão homogêneo de baixa intensidade de retorno do sinal
acústico mapeado com a verdade de campo correspondente. ........................ 29
Figura 13: Padrão homogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico
mapeado com a verdade de campo correspondente. ...................................... 30
7
Figura 14: Padrão heterogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico
mapeado com a verdade de campo correspondente. ...................................... 31
Figura 15: Padrão homogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico
e o padrão homogêneo de baixa intensidade de retorno do sinal acústico
mapeado com a verdade de campo correspondente. ...................................... 32
Figura 16: Mapa de distribuição dos Domínios ................................................ 35
Figura 17: Mapa de detalhamento da parte com maior variação de Domínios
(parte interna da linha norte). ........................................................................... 36
Figura 18: Morfologia do fundo da linha que se encontra mais ao sul do estudo.
......................................................................................................................... 38
Figura 19: Morfologia do fundo da linha que se encontra paralela a costa. ..... 39
Figura 20: Morfologia do fundo da linha que se encontra mais ao norte do
estudo. ............................................................................................................. 39
Figura 21: Morfologias do fundo e seus correspondentes padrões sonográficos,
1-domínio recifal, 2-domínio de rodolito, 3-domínio de sedimento inconsolidado,
4-domínio de misto de sedimento inconsolidado com rodolito. ........................ 40
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Posição dos pontos de ROV..............................................................26
Tabela 2: Relação entre tipo de fundo, padrões sonográficos, dados de ROV e
localização.........................................................................................................37
9
SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO ........................................................................................... 10
2.
OBJETIVOS ............................................................................................... 12
2.1
OBJETIVO GERAL ..................................................................................... 12
2.2
METAS ....................................................................................................... 12
3.
ÁREA DE ESTUDO ................................................................................... 13
3.1
LOCALIZAÇÃO .......................................................................................... 13
3.2
PARÂMETROS CLIMÁTICOS E OCEANOGRÁFICOS ............................. 14
3.3
CARACTERIZAÇÃO DO FUNDO MARINHO............................................. 15
3.4
RECIFES .................................................................................................... 19
3.5
RODOLITOS .............................................................................................. 21
4.
METODOLOGIA ........................................................................................ 23
4.1
AQUISIÇÃO DOS DADOS ......................................................................... 23
4.2
PROCESSAMENTO DOS DADOS ............................................................ 27
5.
RESULTADOS ........................................................................................... 28
6.
DISCUSSÃO .............................................................................................. 41
7.
CONCLUSÃO ............................................................................................ 44
8.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................... 45
10
1. INTRODUÇÃO
Inicialmente a classificação do fundo marinho foi utilizada como ferramenta de
guerra, logo após com a evolução dos softwares de classificação esse uso foi
ampliado, tornando-se importante para a pesca, indústria de recursos, entre
outros, sendo uma dessas novas aplicações o conhecimento detalhado do
fundo para a instalação de dutos rígidos, tornando-se assim uma importante
ferramenta científica (OHI, 2010).
Já há algum tempo tem-se ocorrido uma intensificação do interesse de diversas
ciências no estudo de áreas submersas, principalmente as localizadas próximo
à costa, devido a grande ocupação dessas regiões. Sendo inúmeros os
estudos realizados para colocação de dutos submarinos, portos, plataformas
de extração de material de construção, barragens, túneis, pontes, ilhas
artificiais, etc (AYRES, 2000).
Essa caracterização do substratos de áreas submersas é fundamental, pois
tem uma grande contribuição para o planejamento de atividades humanas, que
estão sendo observadas cada vez mais intensas nessas áreas, as quais
contribuem com diversos recursos naturais demandados pelo desenvolvimento
econômico da sociedade moderna (SOUZA , 2006). Além dessa visão
comercial, o conhecimento do fundo marinho também se consolidou como uma
importante ferramenta para a gestão marinha (DURAND et al., 2006; SOUZA
K. G. & MARTINS L. R., 2008).
A área de estudo desse trabalho está inserida na Depressão de Abrolhos. Este
trabalho faz parte do projeto de mapeamento de áreas marinhas, inseridos no
contexto da Rede Abrolhos – A plataforma de Abrolhos possui morfologia
distinta e abrangência da mais extensa área de recifes de coral do Atlântico Sul
– e que já vem sendo objeto de estudos científicos e projetos de cunho
conservacionista. Algumas espécies encontradas em Abrolhos são exclusivas
da área (endêmicas), o que demonstra a grande importância dessa região não
somente para o Brasil, mas para o mundo (LEÃO, 2002).
O presente trabalho visa, com base em imagens de sonar de varredura lateral
11
da superfície da região submersa, correlacionadas com dados de batimetria e
ROV (Remotely Operated Vehicle), adotados aqui como verdades de campo, a
produção de um mapeamento das feições do fundo marinho de uma
determinada área da Depressão de Abrolhos através das características
morfológicas e da intensidade de retorno do sinal.
12
2. OBJETIVOS
2.1
OBJETIVO GERAL
Mapear o fundo marinho em uma porção da Depressão de Abrolhos, ao sul do
Banco dos Abrolhos, para a caracterização dos diferentes tipos de fundo
marinho.
2.2
METAS
• Classificar o fundo através da intensidade de retorno do sinal acústico;
• Confeccionar mapas com os diferentes tipos de fundo e feições
encontradas na região de estudo;
• Correlacionar os resultados obtidos com dados de batimetria e ROV;
• Associar a morfologia aos domínios.
13
3. ÁREA DE ESTUDO
3.1
LOCALIZAÇÃO
A Plataforma dos Abrolhos consiste em um alargamento da plataforma leste
brasileira (Figura 1), essa sendo uma plataforma com uma morfologia irregular
e possuindo como largura máxima aproximadamente 200 Km. A região possui
profundidades geralmente menores que 60 metros, apesar de que em algumas
áreas essa profundidade é excedida, como na maior parte da quebra de
plataforma, onde a profundidade está em torno de 70 metros (LEÃO, 1999;
MELO et al., 1975).
Abrolhos encontra-se na região entre a foz do Rio Doce (coordenada 19°40’ de
latitude sul) e a foz do Rio Jequitinhonha (coordenada 15°50’ de latitude sul),
contabilizando-se
uma
linha
de
costa
de
aproximadamente
409Km,
abrangendo os estados da Bahia (257Km) e do Espírito Santo (152Km). A área
que compreende o Banco dos Abrolhos corresponde cerca de 46.000 Km2,
observando-se nessa região as maiores formações recifais do Brasil (Marchioro
et al., 2005), e ainda os maiores recifes de corais de toda costa do Oceano
Atlântico Sul Ocidental, correspondendo a cerca de 1% dos recifes de corais de
todo o mundo (LEÃO et al. 2008).
O presente estudo, terá sua base de dados obtidos em uma porção da região
definida como Depressão de Abrolhos (referida a seguir como DA) (VICALVI et
al., 1978), a qual está contida na Plataforma de Abrolhos (Figura 1), que será
revisada mais adiante.
14
Figura 1: Mapa de localização de Abrolhos e da área onde foi realizado o presente
estudo.
3.2
PARÂMETROS CLIMÁTICOS E OCEANOGRÁFICOS
O clima da região da Plataforma de Abrolhos é caracterizado como úmido, com
média de temperaturas que podem variar de 24°C durante o inverno e 27°C no
verão (Marchioro et al., 2005), sendo julho o mês mais frio e março o mais
quente. Outro fator climático muito importante é a precipitação média anual, a
qual é de 1.750mm para a região , sendo os meses de março, abril e maio os
mais chuvosos, compreendendo cerca de 35% do total da precipitação anual,
essas sendo características de uma região tropical (Nimer, 1989).
Outra
característica
oceanográfica
importante
da
região
é
a
maré,
caracterizada como semi-diurna, com altura máxima de 2,3 m durante o
período de sizígia e mínima de 0,5 m durante o período de quadratura. (Leão,
1999).
15
3.3
CARACTERIZAÇÃO DO FUNDO MARINHO
Para analisar e interpretar os dados coletados é fundamental levantar
informações disponíveis sobre a caracterização do fundo nessa área. Uma
parte importante para o trabalho nessa região em estudo é o conhecimento da
distribuição sedimentar. Segundo Melo et al. (1975) na plataforma de Abrolhos
o sedimento do tipo terrígeno (aquele que contém menos de 50% de
carbonato) é em sua grande maioria classificado como relíquia e observa-se
em grande parte dele a impregnação de ferro. Encontram-se principalmente
confinados na plataforma interna, porém também são observados na
plataforma intermediária, sendo a principal fonte o Delta do Rio Doce. Já o
sedimento tipo biogênico (mais de 50% de carbonato em sua composição) está
distribuído pela plataforma intermediária, em toda a plataforma externa e em
partes da plataforma interna. Vale destacar que a comparação entre a
plataforma interna e externa mostra que os componentes carbonáticos do
sedimento terrígeno (interna) são diferentes dos encontrados no sedimento
biogênico (externa), ainda segundo Melo et al. (1975), a maior parte da
plataforma interna de Abrolhos é coberta por um sedimento arenoso com
alguma porcentagem de lama, já nas maiores profundidades (plataforma
intermediaria e externa) o sedimento mais comum é o lamoso, podendo ser
encontrado também na plataforma externa um sedimento cascalho lamoso,
ainda segundo esse autor, verificou-se que o sedimento predominante na
Depressão de Abrolhos é o de lama arenosa (sandy mud).
Outro importante estudo no âmbito da caracterização de fundo da Plataforma
dos Abrolhos foi realizado por Secchin (2011), que utilizou imagens
sonográficas do fundo marinho da região para definir e mapear três domínios
de tipo de fundo: Domínio de Megahabitat Recifal, Domínio de Megahabitat
Rodolito e Domínio de Megahabitat Inconsolidado.
O Domínio de Megahabitat Recifal foi designado para caracterizar regiões de
pináculos e chaperões isolados, bancos recifais, além de recifes associados a
paleovales e a processos erosivos de antigos recifes. Tal domínio é verificado
predominantemente na região dita como Arco Externo e na porção sul do
Banco de Abrolhos, esse domínio tendo uma forte associação aos recortes
16
batimétricos do antigo sistema de drenagem que existia na plataforma. O
Domínio de Megahabitat Rodolitos caracterizou regiões onde foi identificada a
presença de rodolitos, o que infere uma batimetria de fundo plano, esse
domínio é observado desde a plataforma interna de Abrolhos até a quebra de
plataforma. Já o Domínio de Megahabitat Inconsolidado foi utilizado para a
caracterização de regiões onde há predomínio de sedimentos siliciclásticos
(proveniente das bacias de drenagem continental) e precipitados de carbonato
(Secchin, 2011). A distribuição desses domínios para a Plataforma de Abrolhos
pode ser vista abaixo (Figura 2).
Figura 2: Distribuição de Domínios para a Plataforma de Abrolhos (Secchin, 2011).
Além dos domínios descritos por Secchin (2011), o autor também verificou para
a região três padrões sonográficos dominantes, sendo estes: a) fundo
possuindo relevo tridimensional marcado por estruturas recifais sendo essas
agrupadas e/ou isoladas de alto relevo, agrupadas de baixo relevo, estruturas
17
em paleocanais e depressões circulares (buracas); b) fundos homogêneos de
alta intensidade de retorno do sinal acústico, sendo esses associados aos
rodolitos, e por último c) fundo homogêneo de baixa intensidade de retorno do
sinal, padrão relacionado a fundos de sedimentos não consolidados. A seguir
são mostrados os padrões descritos (Figura 3).
Figura 3: Padrões correlacionados com verdades de campo. Fonte: (Secchin, 2011).
Partindo mais especificamente para a área de estudo desse trabalho
(Depressão de Abrolhos), que pode ser verificada na área marcada por um
quadrado vermelho no mapa batimétrico a seguir (Figura 4). Os trabalhos
realizados por Vicalvi et al.(1978), mostram em uma abordagem evolutiva, que
a fase lagunar da Depressão de Abrolhos se encerrou há aproximadamente
8200 anos; assim, pode se contextualizar essa no cenário da transgressão
Flandriana. Entre 19000 e 11000 anos A.P., a plataforma externa e média de
Abrolhos encontravam-se emersas (Milliman; Emery, 1968 apud Vicalvi et
al.,1978); neste intervalo foi criada uma rede de drenagem encaixada na
topografia do local preexistente, composta por calcários construídos. Tais
canais esculpidos na região ainda possuem expressão na atual batimetria local.
Um exemplo bem significativo é o Canal Besnard, que supostamente escoava
para o talude a maior parte do sedimento terrígeno. Já com o início da
18
transgressão Flandriana, há cerca de 16000 anos A.P., observou-se o
afogamento da região de Abrolhos e por volta de 13000 anos A.P. verificou-se
a invasão marinha no Canal Besnard.
Entre 13000 e 10000 anos A.P. (Holoceno), houve estagnação da subida do
nível do mar, fazendo com que a laguna (atual Depressão de Abrolhos) ficasse
com características mixoalinas, isto é, a água fluvial que desaguava no local
misturada com a água salina que chegava proveniente do Canal Besnard. Após
o término da estagnação o nível do mar voltou a subir, afogando assim os vales
fluviais; com isso terminou a fase lagunar, fato que ocorreu ao mesmo tempo
do início da sedimentação calcária no local (iniciada quando o mar alcançou a
isóbata de 30 metros há aproximadamente 8000 anos - estimativa pelo cálculo
da taxa de sedimentação). A continuidade da transgressão deu características
peculiares de regiões mais profundas à Depressão de Abrolhos (Vicalvi et
al.,1978).
Ainda pelos estudos de Vicalvi et al.(1978), a DA possui como contorno a
isóbata de 40 metros, com uma área de 5.000 quilômetros quadrados, onde
podem ser encontradas profundidades de cerca de 100 metros. Segundo esse
autor, a região da DA apresenta boa parte recoberta por sedimento
inconsolidado sendo esse representado na parte superficial por lamas
calcárias. Melo et al (1975) encontrou resultados similares ao descrever, para a
DA, um sedimento predominantemente composto por silte biogênico e um
pouco de argila, sendo esta última proveniente de alterações de materiais
vulcanogênicos da região de Caravelas (Ilha de Abrolhos).
19
Figura 4: Mapa batimétrico da Plataforma de Abrolhos. Fonte: (Modificado de Secchin,
2011)
De acordo com Vicalvi et al. (1978) a região que bordeja a Depressão de
Abrolhos possui características acústicas de alta refletividade devido a recifes
de algas calcárias encontrados no local (que proporcionam esse tipo de
reflexão para o sinal acústico). Já nas regiões mais profundas essas estruturas
encontram-se cobertas por sedimento inconsolidado (verificando-se pacotes
que podem chegar a aproximadamente 4 metros).
3.4
RECIFES
Os recifes são estruturas caracterizadas por possuírem uma fina camada viva e
uma espessa construção calcária. Eles se formam mais facilmente em regiões
tropicais, onde os organismos formadores conseguem depositar carbonato de
20
cálcio de maneira mais eficiente do que a capacidade de dissolução desse
precipitado pelos parâmetros físicos, químicos e biológicos (Villaça, 2002).
Estudos sobre os recifes modernos que se encontram em Abrolhos,
constataram que tais só começaram a crescer há 7000 anos AP, isso quando o
nível do mar alcançou os níveis atuais e a plataforma continental foi totalmente
submersa (Castro, 1997).
Os recifes da região de Abrolhos, principalmente os da região ao norte do
Banco dos Abrolhos, possuem uma particularidade que é o formato, que dá um
nome característico para eles de “chapeirões”. São estruturas isoladas que
crescem sobre o substrato marinho com uma forma particular de cogumelo
(base estreita e o topo expandido lateralmente) – (Figura 5), possuindo
tamanho e dimensões laterais muito variados (Leão et al. 2008). Além dessa
feição recifal característica do local, também são encontrados pináculos,
bancos recifais, parceis, paleocanais com bioconstruções associadas e
buracas (Secchin, 2011).
Figura 5: Esquema representando os chaperões. Fonte: Leão et al., 2003.
Tais
citadas
estruturas
recifais
tem
a
característica
de
fornecer
tridimensionalidade ao fundo marinho associado, resultando em aumento da
área de instalação de organismos bentônicos, além de oferecer um substrato
local com características mais duras. Já no entorno dessas pode-se verificar
um
sedimento
inconsolidado
com
varias
texturas,
composições, desde lama à rodolitos (Secchin, 2011).
granulometrias
e
21
3.5
RODOLITOS
Esse é o nome dado às estruturas de vida livre compostas normalmente por
mais de 50% (em alguns casos chega a 100%) de algas calcárias não
geniculadas como, por exemplo, Corallinales e Rhodophyta, que formam
agregados nodulares (Figura 6), densos e ramificados, de vários tamanhos e
formas (Foster, 2001). Podem-se observar essas estruturas cobrindo fundos de
areia calcária em todos os períodos do ano e em praticamente todas as regiões
marinhas do mundo (Figueiredo et al., 2007; Adey, 1986 apud Gherardi, 2004;
Foster, 2001).
Figura 6: Imagem mostrando um rodolito Fonte: (Halfar. Et al, 2000).
Tais organismos podem ser compostos unicamente por algas calcárias não
geniculadas (por uma ou mais espécies), como já descrito anteriormente, mas
também podem possuir um núcleo de algum outro material (pedaços de recifes
próximos ou materiais transportados até o local), mostrando assim que esses
organismos podem crescer a partir de algum fragmento ou serem provenientes
de soluções de esporos (Foster, 2001).
22
A vida desses indivíduos geralmente é longa (maior que 100 anos) e com um
crescimento lento. Estudos mostram que em profundidades menores que 20
metros, pode-se observar um incremento de até 4 mm por ano em seu
diâmetro, sendo variável durante o ano, com maior crescimento durante
inverno/primavera e menor no verão/outono, o que sugere uma resposta
adaptativa às variações e aos distúrbios ambientais (Foster, 2001).
O
crescimento
dos
rodolitos
ocorre
em
bandas
por
eles
estarem
constantemente sendo rolados (devido movimento da água e bioturbação),
evitando assim que esses sejam soterrados por sedimento. Por esse
crescimento ser em bandas, esses organismos são ótimos arquivos de
variações ambientais na escala de anos a décadas (Foster, 2001).
A temperatura pode afetar a sua distribuição, contudo este não é um fator
controlador, pois podem ser encontrados tanto vivos quanto mortos (pois sua
estrutura persiste muito tempo após sua morte) do Ártico aos Trópicos
(Figueiredo et al., 2007; Adey, 1986 apud Gherardi, 2004; Foster, 2001).
Os rodolitos não são somente cascalhos carbonáticos que crescem capturando
carbonato das águas, são também grandes responsáveis pela diversidade das
comunidades, servindo como refúgio para grupos da infauna (Figueiredo et al.,
2007). Além de possuírem grande importância ambiental, eles têm também
importância econômica, pois o material que pode ser extraído deles, é usado
na correção de solo, na substituição de calcário moído, na produção de filtros
de água, na alimentação animal entre outros (Foster, 2001).
23
4. METODOLOGIA
4.1
AQUISIÇÃO DOS DADOS
Os dados do presente trabalho foram coletados em uma campanha realizada
no período de 19/11/2010 à 25/11/10, com o apoio do projeto “Depressões
circulares (‘buracas’) do fundo marinho na Plataforma dos Abrolhos (ES-BA) –
Formação, geologia e morfologia”. O levantamento foi realizado na Depressão
de Abrolhos e em regiões adjacentes localizadas na região sul da Plataforma
de Abrolhos (Figura 7). A região coberta por esse correspondeu a uma área de
128,41 km².
Figura 7: Localização das linhas de sonar e dos pontos de ROV .
Foram necessárias duas embarcações, sendo uma destas responsável pelos
levantamentos sonográfico e sísmico (Strata Box), e pela indicação de pontos
interessantes para a segunda embarcação captar imagens com o ROV e
mergulho. Já a outra embarcação ficou responsável pelos mergulhos em
24
pontos pré-determinados e pontos indicados, além do trabalho de captação de
imagens com o ROV.
O levantamento sonográfico foi realizado com o Sonar de Varredura Lateral
modelo EdgeTech 4100, sendo esse utilizado na freqüência de 100 kHz, que
funciona através da transmissão de sinais acústicos por um transdutor e a
posterior recepção dos sinais que foram refletidos pelo fundo marinho (Figura
8); isso produz como resultado uma imagem cujos tons mostram a intensidade
de retorno do sinal acústico (Ayres Neto & Aguiar, 1993 apud Quaresma et al.,
2000).
Figura 8: A – Esquema de Sonar de varredura lateral rebocado por um barco; B representação da transmissão e reflexão do sinal acústico (backscattered wave) de um
sonar (A – modificado de Ayres, 2000; B – modificado de Ferns e Hough, 2002).
Juntamente com o levantamento realizado com o Sonar de Varredura Lateral,
foi feita a coleta de dados com o equipamento de sísmica rasa Strata Box
(10kHz) (área mapeada por esse equipamento é mostrada na Figura 10), que
utiliza o método de emissão de pulsos acústicos, e registra as diferentes
reflexões do som nas interfaces entre os meios que possuem características
físicas distintas, isto é, diferentes impedâncias acústicas (Figura 9) (Souza,
2006). Tais dados serão interpretados para obtenção da batimetria local e
verificação de diferentes características sísmicas atribuídas para cada domínio
encontrado.
25
Figura 9: Esquema representativo do funcionamento do Strata Box. Fonte: (Ayres
Neto,2000).
Figura 10: Localização das linhas de levantamento com o Strata Box.
26
Além dos dois levantamentos citados acima, foram obtidas imagens de ROV
(Remote Operated Vehicle) modelo Seabotix LBV150, feitas em 29 pontos
(Tabela 1) determinados pela avaliação dos padrões sonográficos, sendo
essas imagens verdades de campo (Figura 11), que serão dados importantes
para associação com os resultados das coletas acima citadas.
Figura 11: Imagens coletadas com os mergulhos do ROV. Fonte: (Secchin, 2011).
Tabela 1: Posição dos pontos de ROV
PONTOS DE ROV
19º22.140’S
19º28.240’S
19º29.120’S
19º31.200S
19º31.620’S
19º32.261’S
19º32.378’S
19º33.030’S
19º18.350’S
19º17.850’S
19º17.370’S
19º17.150’S
19º13.010’S
19º10.194’S
19º07.814’S
19º04.903’S
39º19.050’W
38 º57.070’W
38 º54.030’W
38 º46.080W
38º46.080’W
38º46.042’W
38º46.106’W
38º45.583’W
38º29.020’W
38º28.280’W
38º27.590’W
38º27.460’W
38º21.250’W
38º16.943’W
38º13.091’W
38º08.271’W
27
19º03.803’S
19º03.302’S
19º03.280’S
19º03.122’S
19º03.101’S
19º02.072’S
19º01.477’S
19º01.206’S
19º00.776’S
19º00.591’S
18º59.937’S
18º58.481’S
18º58.516’S
4.2
38º13.090’W
38º27.835’W
38º28.091’W
38º30.732’W
38º31.050’W
38º41.751’W
38º45.844’W
38º47.883’W
38º49.841’W
38º51.340’W
38º56.742’W
39º12.646’W
39º13.411’W
PROCESSAMENTO DOS DADOS
Os dados da sonografia foram previamente analisados com o auxílio do
software EdgeTech Discover, para que se pude-se verificar as feições
existentes nos registros. Após esse primeiro contato, passou-se para o
processamento com o software SonarWiz.Map 4.0 para a produção de um
polígono.
O polígono foi trabalhado no software ArcGis9.3, separando os diferentes
sinais de retorno e estruturas. Com isso foi possível a confecção de mapas, os
quais são de fundamental importância na discussão do trabalho. Os resultados
obtidos na produção dos mapas foram associados com as imagens de ROV e
com a batimetria que foi obtida a partir da sísmica.
Os dados do Strata Box também foram trabalhados no software SonarWiz.Map
4.0. O tratamento desses dados teve como objetivo traçar o fundo marinho no
registro para que se consiga produzir perfis batimétricos de onde foram feitas
as imagens de sonar, possibilitando assim a observação integrada dos dados.
A análise integrada de todos os dados facilitará a validação dos resultados
mostrados nos mapas, e como resultado final do trabalho terá o
reconhecimento das estruturas encontradas nessa região.
28
5. RESULTADOS
Esse estudo buscou identificar os tipos de fundo existentes na região, tendo
como principal critério para essa classificação os padrões de retorno do sinal
acústico (provenientes do sonar de varredura lateral), e posteriormente
associar os padrões com as imagens de ROV e com o relevo obtido dos dados
do perfilador de subfundo (Strata Box).
Seguindo a análise acústica das imagens sonográficas, a classificação dos
padrões pode ser: i) homogêneo com baixa intensidade de retorno do sinal
acústico, ii) homogêneo com alta intensidade de retorno do sinal acústico e iii)
heterogêneo com alta intensidade de retorno do sinal acústico. A partir dessa
primeira interpretação, os dados de ROV são observados com o intuito de
corroborar visualmente os tipos de fundo classificados acusticamente.
Foi feita a classificação em relação aos tipos de fundo encontrados no local, os
quais foram divididos em quatro tipos, que são mostrados a seguir.
O primeiro deles é referente ao padrão homogêneo de baixa intensidade de
retorno do sinal acústico, onde foi verificado, com o auxilio de imagens de ROV
(em vários pontos), que esse é característico de regiões com domínio de
sedimento inconsolidado, tendo assim associado um substrato sedimentar
(Figura 12)
29
Figura 12: Padrão homogêneo de baixa intensidade de retorno do sinal acústico
mapeado com a verdade de campo correspondente.
Outro tipo de fundo identificado foi o relacionado ao padrão homogêneo de alta
intensidade de retorno do sinal acústico, cuja ocorrência está associada a
locais com domínio de estruturas conhecidas como rodolitos de acordo com os
dados de ROV (Figura 13).
30
Figura 13: Padrão homogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico mapeado
com a verdade de campo correspondente.
O terceiro tipo de fundo encontrado na região é associado ao padrão
sonográfico heterogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico, e foi
observado em locais onde o fundo é dominado por estruturas recifais - isoladas
31
ou agrupadas (Figura 14).
Figura 14: Padrão heterogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico mapeado
com a verdade de campo correspondente.
O último tipo de fundo observado foi definido pela intercalação de dois padrões
sonográficos: o padrão homogêneo de alta intensidade de retorno do sinal
acústico e o padrão homogêneo de baixa intensidade de retorno do sinal
32
acústico. Com as imagens de ROV foi possível visualizar a existência de um
substrato misto, com presença de rodolito e de sedimento inconsolidado
(Figura 15).
Figura 15: Padrão homogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico e o
padrão homogêneo de baixa intensidade de retorno do sinal acústico mapeado com a
verdade de campo correspondente.
33
Após a correlação dos padrões sonográficos com os dados de ROV, foi
realizada uma análise da distribuição espacial dos padrões na área de estudo,
essa sendo descrita a seguir.
O padrão homogêneo de baixa intensidade de retorno do sinal acústico
(sedimento inconsolidado) aparece predominantemente na região mais próxima
à costa, totalizando 16,26 km2 de área, correspondendo a aproximadamente
13% da região em estudo. Porém, também foi verificado em duas regiões na
linha ao norte, onde existem canais, os quais pertencem a Depressão de
Abrolhos. Outro ponto onde se observa tal padrão é na região central da linha
sonográfica paralela à costa, sendo essa também parte de uma região de canal
(de acordo com a morfologia do fundo observada). Essa distribuição
encontrada nesse estudo foi compatível com a encontrada por Secchin (2011)
e Melo et al.(1975), os quais mostraram que o sedimento inconsolidado se
encontra predominantemente na região da plataforma interna de Abrolhos.
O padrão homogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico (que
corresponde aos rodolitos) é o mais abundante na interpretação, totalizando
uma área de cobertura de 96,94 km2 que corresponde a aproximadamente
75% dessa, sendo verificado em todas as linhas do levantamento. No estudo
de Secchin (2011) é mostrado que, não somente no Sul do Banco dos
Abrolhos, mas sim em toda a Plataforma dos Abrolhos, o domínio de substrato
com rodolito é predominante, sendo que cerca de 43% da plataforma é coberta
por esse substrato.
Já o padrão heterogêneo de alta intensidade de retorno do sinal acústico
(recifes), se encontra em sua grande maioria na linha sonográfica que se
encontra mais ao norte, além de aparecer em pequena quantidade no restante
dos registros, contabilizando uma área de cobertura de 7,97 km² totalizando
uma porcentagem aproximada de 6% da área. Como já foi dito anteriormente,
os recifes presentes nessas áreas puderam ser verificados tanto agrupados
como isolados. No estudo realizado por Secchin (2011) é verificada essa
mesma dominância de tipo de fundo para o local indicado pelo presente
estudo.
34
Finalmente, o padrão homogêneo de alta intensidade de retorno do sinal
acústico, intercalado com homogêneo de baixa intensidade de retorno do sinal
acústico (caracterizada como rodolito com sedimento inconsolidado), foi
observado em todas as linhas de sondagem, aparecendo mais frequentemente
na linha norte. A cobertura total desse tipo de fundo resultou em uma área de
7,24 km2 sendo essa correspondente a aproximadamente 6%.
Para que essa distribuição descrita anteriormente, seja mais facilmente
associada com as imagens obtidas, foi confeccionado um mapa (Figura 16)
com a localização dos pontos de ROV (já classificados), e a distribuição dos
tipos de fundo classificados (Domínios), mostrando que as imagens coletadas
validam a interpretação feita através da análise dos padrões sonográficos.
35
Figura 16: Mapa de distribuição dos Domínios
36
Pode-se verificar, com o auxílio do mapa de Domínios, que a zona mais
próxima à costa da linha norte é a que possui maior variação de tipos de fundo.
Nessa região são encontrados todos os tipos de fundo classificados no estudo,
aparecendo o domínio de sedimento inconsolidado, na extremidade próximo à
costa, seguido logo após por rodolitos, e no trecho restante todos os outros
tipos são encontrados, ocupando regiões consideráveis dessa faixa que
encontrasse com maior detalhe na Figura 17 abaixo.
Figura 17: Mapa de detalhamento da parte com maior variação de Domínios (parte
interna da linha norte).
Para uma melhor visualização dos dados mostrados anteriormente, estes são
apresentados sintetizados na tabela a seguir.
37
Tabela 2: Relação entre tipo de fundo, padrões sonográficos, dados de ROV e
localização.
Tipo de fundo
Padrão sonográfico
Observações (de acordo
Localização
com o ROV)
predominante
Fundo dominado
Para essas áreas foram
por sedimento
verificados visualmente um
inconsolidado
sedimento inconsolidado
Região
mais
próxima a costa e
em
paleocanais
com varias granulometrias.
encontrados.
Fundo dominado
Verificou-se um fundo
Praticamente
por rodolito
coberto por rodolitos.
encontrado em todo
o registro.
Fundo dominado
por estruturas
recifais (agrupadas
Nesse pode-se observar
Predominantemente
junto
encontrado na linha
ao
fundo
varias
estruturas recifais.
norte,
porém,
verificado
e desagrupadas)
é
em
pequenas
quantidades
nas
outras linhas.
Fundo dominado
Visualizou-se
por mistura de
intercalação
sedimento
inconsolidado com
rodolito
com
inconsolidado.
uma
de
rodolito
sedimento
Assim
como
a
anterior se encontra
em
maior
concentração
linha
norte
também
encontrado
na
e
é
no
restante das linhas.
38
Além dos dados já apresentados, foi obtida para esse estudo a morfologia do
fundo através de dados de perfilador de subfundo de grande parte da área
sondada. Os registros mostram a existência de alguns paleocanais e outras
irregularidades do fundo marinho.
A linha que se encontra ao sul (Figura 18), mostra um relevo bem suave com
declive, que representa a passagem da plataforma interna em direção a
Depressão de Abrolhos, conforme mostrado pelo trabalho de Vicalvi et al.
(1978), o qual mostra essa mesma variação batimétrica. Esse relevo suave é
relacionado à presença de um fundo dominado por rodolito e sedimento
inconsolidado, e esse gradiente batimétrico atribuído a esses tipos de fundo já
foram observados por várias bibliografias, entre elas Secchin (2011),
Figueiredo
et
al.,
(2007)
Figura 18: Morfologia do fundo da linha que se encontra mais ao sul do estudo.
Já na linha paralela a costa pode ser encontrado um paleocanal, que é
facilmente identificado na linha topográfica (Figura 19) por uma depressão.
Nesse local foi encontrada a dominância de sedimento inconsolidado como tipo
de fundo, já para o restante da linha a grande maioria é de rodolito, o que
resulta na característica de uma topografia suave. Já nas partes que
apresentam irregularidades, pode ser observada a presença de estruturas
recifais as quais dão uma maior tridimensionalidade a batimetria do fundo
marinho. Essa irregularidade do fundo atribuída a essas estruturas recifais
também foi detectada por Leão et al. (2008).
39
Figura 19: Morfologia do fundo da linha que se encontra paralela a costa.
Na maior linha topográfica coletada no estudo, que é a linha perpendicular à
costa superior, podem ser identificados todos os tipos de fundo classificados no
presente trabalho. Dessa forma, a linha apresenta tanto topografias irregulares
que são relacionadas à presença de estruturas recifais, como pode ser
verificado na Figura 20, quanto topografias suaves que estão relacionadas a
outros tipos de fundo classificados por esse trabalho. Outro resultado que deve
ser destacado é a existência de dois paleocanais, os quais, assim como o da
linha paralela à costa, têm associados a eles a presença de sedimento
inconsolidado.
Figura 20: Morfologia do fundo da linha que se encontra mais ao norte do estudo.
Para um melhor entendimento na Figura 21 abaixo, são mostradas imagens
com o dado sonográfico obtido com sua respectiva morfologia.
40
Figura 21: Morfologias do fundo e seus correspondentes padrões sonográficos, 1domínio recifal, 2-domínio de rodolito, 3-domínio de sedimento inconsolidado, 4-domínio
de misto de sedimento inconsolidado com rodolito.
Ainda com o auxilio da Figura 21, foi verificado que para cada um dos
domínios definidos nesse trabalho, podemos observar uma característica
sísmica distinta. Para o registro sísmico referente ao domínio recifal (1),
podemos verificar um refletor irregular com uma certa penetração do sinal
acústico. No dado referente ao domínio de rodolito (2), observa-se um fundo
suave e com características que dificultavam o sinal acústico penetrar no
fundo. Já para o dado sísmico referente ao domínio de sedimento
inconsolidado (3), foi verificado uma penetração do sinal, sendo essa a maior
entre todos os domínios que foram observados no estudo. Por ultimo o dado
referente ao domínio misto de rodolito com sedimento inconsolidado (4), pode
ser verificado pontos onde o sinal penetrou (sedimento inconsolidado) e onde o
sinal teve dificuldades de penetração (rodolito).
41
6. DISCUSSÃO
O conhecimento científico do Banco dos Abrolhos está, de forma geral,
concentrado na porção centro-norte, que é onde está localizado o complexo
recifal de Abrolhos. Apenas recentemente, foi descrito para a porção Sul da
plataforma de Abrolhos, que boa parte dessa região é dominada por algas
calcária de vida livre, chamada de rodolitos.
Recentemente foi estimado que essas estruturas (rodolitos), cobrem uma área
total de 20.902 Km2, sendo esse o maior banco do mundo, o qual corresponde
cerca de 45% da plataforma de Abrolhos. Os rodolitos foram encontrados na
plataforma intermediária e externa, predominantemente entre as isóbatas de 20
e 110 m de profundidade. Esse ambiente é caracterizado, por possuir uma alta
intensidade de retorno de sinal, com um ambiente plano, sem grandes
gradientes de profundidade (Amado-Filho, 2012), como já foi descrito
anteriormente no trabalho.
Alguns trabalhos sedimentologicos do Banco dos Abrolhos consideram os
rodolitos como sedimentos inconsolidado cascalhosos, não levando em conta a
vitalidade do ecossistema (Dias, 2007). Os rodolitos não são somente
cascalhos, são estruturas de grande importância ecológica e ambiental, sendo
que em Abrolhos podem servir como importantes corredores ecológicos,
conectando importantes bancos de corais (Amado-Filho, 2012), além de serem
importantes refúgios para organismos da infauna (Figueiredo et al., 2007).
Outro aspecto importante dessas estruturas é serem grandes capturadores de
carbonato, devido a grande área que ocupam, esses sendo comparados às
gigantescas biofábricas de CaCO3 que existe, correspondendo sozinhos a 5%
do total de bancos de carbono do mundo (Amado-Filho, 2012).
A plataforma de Abrolhos passou por diversas oscilações do nível do mar,
essas juntamente com sua paleotopografia, modelaram a atual plataforma de
Abrolhos. Vicalvi et al., (1978), através da análise de um testemunho na
Depressão de Abrolhos pode mostrar como se realizou a evolução dessa,
verificando períodos de subida e descida do nível do mar. Para isso ele
42
observou a microfauna que se encontrava contida no sedimento do testemunho
analisado, isso juntamente com o processo de datação. Assim ele verificou que
a base do seu testemunho caracterizava um ambiente com características
mixoalinas, na sequência do testemunho ele verifica um período de transição
entre a sedimentação terrígena para uma sedimentação calcária, a qual
persistiu até o topo de seu testemunho. Posteriormente à essas primeiras
verificações, foi calculada a taxa de sedimentação para os dois períodos
distintos, tendo como resultado, o encerramento da fase lagunar para a fase
calcária ocorrendo há cerca de 8200 anos AP. Sendo assim os resultados
obtidos por Vicalvi et al., (1978) corroboram essa cobertura carbonática com a
presença de rodolitos no fundo atual.
Vicalvi et al., (1978), também verificou que no intervalo de aproximadamente
19000 a 11000 anos AP, foi formada uma rede de drenagens que se encaixou
na topografia preexistente na região, tal sistema fluvial acentuou a
paleotopografia, deixando a marca desses canais na morfologia atual de
Abrolhos. A marca deixada por esses canais pode ser verificada no presente
estudo, através dos paleocanais que foram mostrados nas Figura 19 e Figura
20, verificando assim, que ainda é bem evidente esses canais de drenagem
fluvial para a Depressão de Abrolhos.
Outro estudo, o de D’Ágostinni (2012), verifica que essa evolução descrita por
Vicalvi et al., (1978), ocorreu de maneira diferenciada no norte e no sul da
plataforma de Abrolhos, isso devido a presença da depressão de Abrolhos, que
fazia com que os antigos sistemas de drenagem escoassem para a porção sul
de Abrolhos, mantendo a região norte livre da sedimentação terrígena e a
porção sul fortemente influenciada por essa. Com isso houve desenvolvimento
de grandes estruturas recifais ao norte, enquanto no sul, verificava-se
sedimentos finos terrígeno (Vicalvi, at al.,1978). Como os recifes são
ecossistemas mais sensíveis, houve o desenvolvimento de rodolitos, como
pode ser verificado na interpretação do presente estudo. Outra possível
justificativa seria as maiores profundidades encontradas na parte sul de
Abrolhos, devido à presença da Depressão de Abrolhos.
43
Outro tipo de fundo que foi encontrado no estudo em discussão, e que já se
discutiu sua menor evidencia na região da Depressão de Abrolhos, são os
recifes, que nessa região podem ser classificados como recifes mesofóticos, os
quais segundo Hinderstein, (2010) consiste nos recifes que ocorrem em
regiões mais profundas, entre as isóbatas de 30 a 150 m nas regiões tropicais
e subtropicais. Essa faixa de profundidade se mostrou compatível com as
profundidades encontradas, como pode ser visto na morfologia mostrada na
Figura 18, Figura 19e na Figura 20. Uma outra característica observada é que
esses recifes do sul parecem ser menos vistosos que os encontrados no norte,
isso comparando visualmente dados de ROV e sonogramas do presente
trabalho com outros trabalhos realizados na região norte, como Secchin (2011),
Leão et al.,(2008), entre outros. Isso pode ser devido a um possível desgaste
que esses recifes ao sul sofreram mais que os do norte, provavelmente pela
sua localização e uma evolução nos processos sedimentares um pouco
diferentes nessas áreas. Porém, não existem estudos sobre os recifes
localizados ao sul de Abrolhos, deixando tudo em apenas suposições.
Por fim, o sedimento inconsolidado, que encontram-se próximo a plataforma
interna, sendo esses provavelmente sedimento terrígeno o qual Melo et al.,
(1975) caracteriza como sendo um sedimento confinado na plataforma interna,
esses sedimentos podendo ser compostos por detritos terrígenos modernos ou
relíquias, tendo como maior contribuinte o Rio Doce e existindo outros
depósitos não pertencentes a esse rio. Já para os sedimentos inconsolidados,
encontrado nos paleocanais, esses provavelmente depositaram-se nesses
locais pela menor hidrodinâmica, que esses canais fornecem.
44
7. CONCLUSÃO
A região verificou-se dominada em sua grande maioria pelo fundo de rodolito
(sistema de grande importância ecológica), porém, também foram encontrados
associados a essa área outros tipos de fundo, como recifes (sendo esses
isolados ou agrupados) e sedimento inconsolidado. Se distribuindo de diversas
formas por toda essa região, as quais foram mostradas através de mapas de
localização, que mostraram cada um desses tipos de fundo.
Além disso, o trabalho nos mostrou a eficiência que a aplicação de dados
acústicos validados com dados de ROV. Tal método permitiu o mapeamento
dos tipos de fundo marinho encontrados nessa região de Abrolhos, que são
muito importantes na influência da distribuição das comunidades marinhas e
também para o mapeamento das riquezas que o fundo marinho nos oferece.
Com isso a metodologia aqui usada, obteve grande sucesso na representação
da distribuição dos tipos de fundo desse local ao sul do Banco dos Abrolhos,
nos mostrando que essa é de fundamental importância e eficácia para
delimitação, avaliação e gerenciamento de regiões marinhas.
45
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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