ANABELA TAVARES CAMPOS OLIVEIRA Universidade

Transcrição

ANABELA TAVARES CAMPOS OLIVEIRA
DINÂMICA DA MATÉRIA PARTICULADA EM
SUSPENSÃO NA PLATAFORMA CONTINENTAL
MINHOTA - SUA RELAÇÃO COM A COBERTURA
SEDIMENTAR
Universidade do Algarve
Faro
2001
ANABELA TAVARES CAMPOS OLIVEIRA
DINÂMICA DA MATÉRIA PARTICULADA EM
SUSPENSÃO NA PLATAFORMA CONTINENTAL
MINHOTA - SUA RELAÇÃO COM A COBERTURA
SEDIMENTAR
Dissertação apresentada à Universidade
do Algarve para obtenção do grau de
Doutor em
Ciências do Mar, na
especialidade de Geologia Marinha
Universidade do Algarve
Faro
2001
AGRADECIMENTOS
A elaboração desta tese contou com o auxílio de diversas pessoas e instituições a quem quero
expressar os meus sinceros agradecimentos:
Ao Professor Alveirinho Dias, por me ter iniciado e transmitido o gosto pela Geologia Marinha
e também por ter contado com a sua orientação, ajuda e apoio.
Ao Professor Jean-Marie Jouanneau, pela sua dedicação e empenho demonstrados durante
todas as fases deste trabalho.
Ao Professor Olivier Weber, pela sua amizade, colaboração e cedência de meios técnicos e
laboratoriais da Universidade de Bordéus I (França) imprescindíveis à elaboração desta tese.
Ao
Professor Galopim de Carvalho, pela sua amizade e disponibilização das instalações do
Museu Nacional de História Natural.
Ao Professor Mário Cachão, que me transmitiu o gosto pelos estudos paleontológicos e em
particular do nanoplâncton calcário. Pelo excelente acompanhamento nas várias sessões de
microscópio petrográfico e microscópio electrónico de varrimento sem cuja colaboração
seriam impossíveis e também pelo seu grande interesse e entusiasmo demonstrado na
discussão dos resultados.
Aos Professores Fernando Rocha e Celso Gomes da Universidade de Aveiro, pela colaboração
inestimável e frutífera no estudo da mineralogia da fracção fina e argilosa das amostras
colhidas, com disponibilidade para discussão dos resultados e elaboração de artigos.
À Doutora Fátima Araújo pelo estímulo, amizade e frutuosas trocas de ideias.
Aos meus colegas do Instituto Hidrográfico, em particular da Divisão de Oceanografia, que me
proporcionaram uma óptima integração e bom ambiente de trabalho, com agradecimento
especial à Aurora Rodrigues e João Vitorino pelo apoio e amizade com que sempre pude contar.
A Octávio Chaveiro, pelo profissionalismo demostrado no manuseamento do microscópio
electrónico de varrimento e revelação das fotografias.
À CPPE (Companhia Portuguesa de Produção de Electricidade), Direcção de Produção de
Hidráulica pela cedência dos dados de caudais.
Aos meus colegas e amigos do Grupo DISEPLA e do CIACOMAR, que sempre transmitiram
amizade, interesse e proporcionaram um espaço aberto a discussões e trocas de ideias. Um
agradecimento especial ao Fernando pela leitura deste trabalho, ao Rui e João pela troca e
i
discussão de ideias, à Teresa sempre disponível para ajudar, à Aurora pelo apoio e incentivo
constante, ao Óscar e Francisco pela amizade e estímulo.
Ao Instituto Hidrográfico, na pessoa do seu director, pela cedência das condições de
laboratório e de espaço, imprescindível à execução de grande parte das tarefas da elaboração
da tese.
Aos comandantes e tripulações dos navios N.R.P. "Auriga", N.R.P. "Andrómeda", N.R.P. "Almeida
Carvalho" e N.R.F. "Cotê de la Manche", a bordo dos quais foram efectuados os cruzeiros
científicos, sem cuja colaboração a realização deste trabalho seria impossível.
A todos os que participaram nos cruzeiros científicos, com especial agradecimento a M.
Marreiros, J. Caldas e L. Rosa, cuja assistência e colaboração técnica foram determinantes
para o sucesso dos cruzeiros.
À Fundação para a Ciência e a Tecnologia, pelo apoio financeiro obtido através da bolsa de
estudo PRAXIS XXI/BD/5667/95.
Aos meus pais e em especial
ao Manel, por todo o apoio…
ii
Resumo
O objectivo principal do presente trabalho consiste na caracterização dos processos que
determinam e controlam a dispersão do material particulado em suspensão (MPS) na
plataforma e bordo continentais portugueses a norte de 41ºN, com a elaboração de um modelo
conceptual de dinâmica sedimentar da MPS.
Para a prossecução deste objectivo foram realizados diversos cruzeiros científicos com
aquisição de dados in situ, nomeadamente, hidrológicos, meteorológicos, correntométricos e
sedimentológicos em épocas contrastadas.
Pretendeu-se efectuar a caracterização composicional e dimensional da MPS presente nas
massas de águas tipicamente oceânica e costeira, com identificação das possíveis fontes quer
continentais, quer orgânicas ou com origem na cobertura sedimentar da plataforma.
A dinâmica dos níveis nefelóides na plataforma e bordo continental, são controladas
principalmente pelos seguintes factores: a) a hidrologia das águas da plataforma e bordo, isto
é, os níveis nefelóides geralmente acompanham as isopícnicas; b) circulação prevalecente na
plataforma em situação de upwelling ou downwelling; c) dispersão do material dos rios
(sobretudo o rio Douro); d) ressuspensão dos depósitos finos da plataforma média induzida
pela ondulação; e) existência de uma morfologia peculiar com a presença do canhão do Porto e
de afloramentos rochosos na plataforma externa.
Foram identificados dois níveis nefelóides de superfície (CNS) e de fundo (CNF) que se
definem a partir dos 25-30m de profundidade, coalescendo a profundidades inferiores. A
circulação geral controla a extensão e desenvolvimento dos nefelóides apresentando
comportamentos distinto em situação de upwelling e downwelling. No Inverno, em condições de
downwelling, foi observada uma CNF intensa devido ao fornecimento dos rios e remobilização
pela onda dos depósitos finos da plataforma média (≈100m de profundidade) que se estende
até ao bordo seguindo as isopícnicas. No bordo da plataforma destaca-se dando origem a
camadas nefelóides intermédias (CNI). A CNS encontra-se muito limitada à plataforma
interna, sendo essencialmente formada por partículas terrígenas. O transporte de partículas
para zonas profundas é feito essencialmente na CNF e através do canhão submarino do Porto.
Em situações de upwelling, desenvolve-se uma CNS na plataforma e bordo bem evidente e
separada da CNF por águas com baixa turbidez. A estratificação da coluna de água e a
circulação para o largo à superfície favorece a dispersão das partículas na CNS que é
essencialmente formada por partículas de origem orgânica.
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No bordo da plataforma foram identificadas CNI, com origens diversas. Podem resultar do
destacamento da CNF, desenvolvem-se no bordo por acção conjunta da corrente da vertente e
marés ou pelo efeito das ondas internas.
O estudo de amostras seleccionadas de MPS ao microscópio electrónico de varrimento
revelou que o material
pode ocorrer em agregados que usualmente incluem cocólitos. A
componente terrígena da MPS geralmente tem maior expressão na CNF, sendo a CNS formada
maioritariamente por partículas orgânicas. A componente terrígena determinada por
difractometria de raios X (DRX) é composta essencialmente por minerais das argilas (ilite,
caulinite, clorite e esmectite) com outros minerais em quantidades menores, como quartzo,
micas, feldspatos potássicos e plagioclases
O estudo da componente orgânica da MPS durante o Inverno, nomeadamente o nanoplâncton
calcário (cocolitóforos), permitiu a identificação de espécies típicas de regiões subtropicais e
temperadas, que se aproximam do offshore ibérico em períodos de downwelling. A espécie G.
oceanica parece preferir áreas com turbidez elevada mas salinidade normal, tendo sido
detectada a bordejar as plumas dos rios. Perto do fundo, foi reconhecido a importância destas
pequenas partículas orgânicas para a identificação de processos de ressuspensão.
A mineralogia da fracção fina dos sedimentos de fundo, determinada por DRX, foi usada como
indicadora da dinâmica sedimentar. Este estudo permitiu confirmar a circulação predominante
para norte que se verifica sobretudo de inverno em condições de downwelling. Os sedimentos a
sul do paralelo 42ºN são mais imaturos e consequentemente mais próximos à fonte, sendo
evidente um aumento da maturidade do sedimento para norte do rio Minho, expresso pelo
conteúdo de feldspatos e micas nos sedimentos finos. O padrão de distribuição dos minerais
das argilas depende essencialmente da descarga dos rios, sendo a composição do material que
sai dos mesmos muito semelhante à composição mineralógica da fracção argilosa da cobertura
sedimentar formada essencialmente por ilite (70-85%), caulinite (15-25%), clorite
(5%) e
esmectite (vestigial). Os dados disponíveis (mineralogia e cristalinidade) parecem também
indicar uma rede de transporte para norte e para o largo dos sedimentos silto-argilosos.
Palavras chaves: hidrologia, nefelóides, matéria particulada em suspensão, circulação,
plataforma continental norte portuguesa, sedimentos silto-argilosos.
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Abstract
The general objective of this work is the understanding and characterisation of the
processes that control the dispersion of suspended particulate matter (SPM) in the
Portuguese continental shelf and slope north of 41ºN, together with the elaboration of a
conceptual model of sedimentary dynamic for SPM.
For this purpose, several scientific cruises were conducted in order to acquire in situ
hydrologic, meteorological, currentometric and sedimentological data.
The obtained data
were used to characterise the SPM composition and grain size in relation with the ocean and
coastal water masses, with the identification of possible continental, biological and
resuspension sources.
The nepheloid layer dynamics along the shelf are controlled by the following major factors: a)
the hydrography of the shelf-slope waters, i.e. the nepheloid layers follow isopycnals; b)
prevailing of upwelling or downwelling circulation over the shelf; c) dispersion of material by
river discharge (mainly from Douro river); d) resuspension of mid shelf fine deposits induced
by swell; e) a peculiar morphology, with the presence of the Porto Canyon and several rock
outcrops in the outer shelf.
Two main nepheloid layers were identified at the surface (SNL) and the bottom (BNL), which
are found deeper than 25-30m depths, combining at lower depths. The general circulation
controls the seaward extension of the nepheloid layers, with distinct behaviour in upwelling or
downwelling situations. In winter, under dominant downwelling conditions, an intense BNL was
observed on the shelf, due to river born particle supply and remobilisation of mid-shelf
muddy sediments (depth≈100m), expanding until the slope following the isopycnals. Near the
shelf-break, the BNL detached to form intermediate nepheloid layers (INL). The SNL was
limited to inner-shelf, mainly formed by terrigenous particles. The transport of SPM to
deeper areas occurs preferentially in the BNL mainly through the Porto submarine canyon.
Under an upwelling situation, a SNL appears in the surface water over the shelf and slope,
well evident and separated from the BNL by clear waters. The water column was highly
stratified and dispersion of particles in the SNL was offshore, but this layer was mainly
formed by organic particles.
In the shelf-break, small INL were identified with different origins. They can result from
BNL detachment, joint action of poleward current and tides or internal waves.
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The visual inspection under the microscope of selected SPM samples from SNL and BNL
revealed that the material can occur as aggregates that commonly enclose minute coccoliths.
Terrigenous mineralogical components generally increased toward the BNL, whereas particles
from the upper water column were more organic. X-ray diffraction analysis of SPM showed
that terrigenous components were mainly plate-like clay minerals as illite, kaolinite, chlorite
and smectite, together with other mineral grains, such as quartz, mica, K-feldspar and
plagioclases in small amount.
The study of the organic component of SPM, namely the calcareous nannoplankton
(coccolithophores), shows the presence, in the winter period, of typical species of subtropical
and temperate regions that became closer to Iberia offshore in downwelling situations. The
G. oceanica species seems to prefer areas with high turbidity but normal salinity and was
detected staggering the river plumes. Near bottom, the importance of this particles was
recognised in the identification of resuspension processes.
The mineralogy of the fine fraction of bottom sediments was determined by XRD and used as
an indicator of sedimentary dynamics prevailing in the open shelf system. The distribution of
the fine fraction minerals in the top layer of the sedimentary cover is related to the
continental sources of detrital particles and also reflect the importance of dynamic winter
events and alongshore currents in the sedimentary transport processes. The sediments south
of 42ºN parallel are more immature and consequently closer to the source, with an evident
increase of sediment maturity to north of Minho river, expressed in terms of feldspar and
mica content. On the other hand, clay mineral distribution patterns are highly dependent upon
river discharges. The mineralogical composition of material coming out from rivers is very
similar to that of the fine fraction of bottom sediments. Illite (70-85%) is the predominant
clay mineral, followed by kaolinite (15-25%), chlorite (5%) and smectite (vestigial). From the
available data, the clay minerals thus indicate a net northward and off-shelf fine sediment
transport.
Keywords: hydrology, nepheloid, suspended particulate matter, circulation, northern Portugal
continental shelf, silt-clay sediments.
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ÍNDiCE GERAL
Agradecimentos
Resumo
Abstract
Índice geral
Índice de figuras
Índice de tabelas
CAPÍTULO I - Considerações gerais
CAPÍTULO II - Enquadramento geral da área em estudo
1. Plataforma continental
1.1 Cobertura sedimentar - características texturais
1.1.1. Silte e argila (fracção <63µm)
1.1.2. Areia (2mm-63µm)
1.1.3. Cascalho (fracção>2mm)
2. Vertente continental
3. Enquadramento climático
4. Características das águas da plataforma e vertente continental
4.1 Regime de agitação marítima (norte de cabo Raso)
4.1.1. Acção da onda
4.2. Condições hidrológicas do Atlântico Norte
4.3. A circulação na plataforma e vertente continental
4.3.1. Padrão de circulação de Inverno
4.3.2. Padrão de circulação de Verão
4.3.3. Corrente de maré
4.3.4. Ondas internas
4.4 Ressuspensão e remobilização de sedimentos finos na plataforma continental norte
de 41ºN
5. Características da área continental adjacente
5.1. Zona costeira
5.2. Bacias hidrográficas
5.2.1. Cheias
5.2.2. Influência das barragens nas cheias
5.3. Estuários
5.3.1. Sedimentos dos estuários dos rios
5.3.2. Sedimentos das rias galegas
5.3.3. Correntes de maré
5.4. Abastecimento sedimentar à plataforma
6. Conclusões
CAPÍTULO III- Métodos
1. Introdução
2. Trabalhos realizados a bordo
2.1. Perfis Hidrológicos realizados com a sonda Zullig
2.2. Perfis Hidrológicos realizados com o CTD MKIIIc
2.2.1. Sensores
2.2.2. Tratamento dos dados de CTD
2.3. Perfis de nefelometria (Aquatracka III- Chelsea Instruments, Ltd)
2.4. Colheita e filtração de água
2.5. Sedimentos de fundo
3. Trabalho laboratorial
3.1. Sedimentos em suspensão
3.1.1. Concentração da MPS (mg/l)
3.1.2. Carbono orgânico particulado na coluna de água
3.1.3. Análise dimensional - Microgranulometria laser
3.1.4. Composição da MPS
vii
i
iii
v
vii
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53
1. Lupa binocular
2. Microscópio petrográfico
3. Microscópio electrónico de varrimento
4. Difractometria de raios X
3.2.1. Preparação das amostras de fundo para a análise mineralógica (DRX)
3.2.2. Composição mineral por DRX
4. Intercalibração entre a turbidez e a concentração de matéria em suspensão
CAPÍTULO IV - Hidrologia da plataforma e vertente continental NW Portuguesa
1. Campanhas oceanográficas
1.1. Campanha PLAMIBEL I (Verão, 1990)
1.1.1. Dados hidrológicos
1.1.2. Dados climáticos
1.1.3. Diagramas TS de superfície
1.1.4. Diagramas TS de fundo
1.1.5. Gradiente de salinidade de superfície
1.1.6. Perfis E-W de salinidade
1.1.7. Gradiente de temperatura de superfície
1.1.8. Perfis E-W de temperatura
1.1.9. Gradiente de turbidez de superfície e de fundo
1.1.10. Perfis E-W de turbidez
1.1.11. Interpretação das condições hidrológicas e de circulação
1.2. Campanha CORVET (Outono, 1996)
1.2.9. Gradiente de densidade
1.2.10. Perfis E-W de densidade
1.3. Campanha CLIMA (Inverno, 1997)
1.3.9. Gradiente de densidade de superfície
1.4. Campanha PLAMIBEL III (Inverno, 1992)
viii
53
53
54
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55
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103
103
104
104
1.5. Campanha PLAMIBEL II (Fim do Inverno de 1991)
1.6. Campanha OMEX II/99 (Maio, 1999)
2. Síntese- Evolução sazonal dos parâmetros hidrológicos das águas da plataforma NW
portuguesa: temperatura e salinidade
2.1 Situação de Inverno
2.2. Situações intermédias
2.3. Situação estival
3. Níveis nefelóides e MPS
3.1. Concentração das águas em MPS
3.1.1. Cruzeiros PLAMIBEL
3.1.1.1. Conclusões
3.1.2. Cruzeiro CORVET 96
3.1.3. Cruzeiro CLIMA 97
3.1.4. Cruzeiro OMEX II/93
3.2. Níveis nefelóides e distribuição da MPS - relação com os parâmetros hidrológicos
3.3. Formação e desenvolvimento dos níveis nefelóides
3.4. Conclusões
CAPÍTULO V - Matéria particulada em suspensão na coluna de água
1. Carbono Orgânico Particulado
1.1. Introdução geral ao ciclo de carbono
1.2. COP em ambiente fluvial e marinho
1.3. Análise do COP
ix
106
106
106
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1.4. Evolução sazonal da fracção orgânica particulada
1.5. Conclusões
1.6. Resumo
2. Composição das suspensões
2.1. Componente biogénica
2.1.1. Zooplâncton
2.1.2. Fitoplâncton
2.1.2.1. Microplâncton
2.1.2.2. Nanoplâncton
A. Cocolitóforos - Generalidades
A.1. Interesse e originalidade dos cocolitóforos
B. Thoracosphaerales
2.2. Componente inorgânica
2.3. Composição da MPS obtida por observação à lupa
2.3.2. Cruzeiro CORVET96
2.3.3. Cruzeiro CLIMA97
2.4. Composição da MPS obtida ao microscópio petrográfico e MEV
2.4.1. Nanoplâncton calcário
2.4.1.1. Campanhas de amostragem
2.4.1.2. Análise dos resultados das campanhas oceanográficas
A. CORVET (Outono de 1996)
B. CLIMA (Inverno 1997)
C. Análise estatística
2.4.2. Síntese - Comunidade de cocolitóforos presentes nas águas da plataforma NW
portuguesa em regime de Inverno
2.4.3. Conclusões
2.5. Análise da MPS por DRX - Mineralogia das suspensões
2.5.1. Conteúdo mineralógico do material particulado em suspensão na plataforma
continental norte
2.5.2. Identificação das fontes mineralógicas continentais
2.5.2.1. Conteúdo mineralógico do material particulado em suspensão dos rios
2.5.2.2. Conteúdo mineralógico dos sedimentos do fundo dos rios
2.5.3. Conclusões
3. Características granulométricas das suspensões
3.1. Introdução
3.2. Análise granulométrica das suspensões de Inverno
3.2.1. Conclusões
3.2.2. Estudo da moda siltosa
3.2.2.1. Conclusões
CAPÍTULO VI - Interface água/sedimento
1. Carbono orgânico particulado
2. Granulometria
2.1. Caracterização textural
2.1.1. Moda siltosa
2.2. Relação entre a granulometria da MPS e dos depósitos finos da plataforma
2.2.1. Conclusões
3. Composição mineralógica dos sedimentos finos da plataforma continental norte
3.1. Interpretação da mineralogia da fracção fina dos sedimentos da plataforma
continental NW Ibérica
3.1.1. Conclusões
3.2. Interpretação dos minerais argilosos dos sedimentos da plataforma continental
NW Ibérica
3.2.1. Visão geral da dinâmica sedimentar obtido com o padrão de distribuição dos
x
157
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minerais das argilas
3.2.2. Conclusões obtidas com os minerais argilosos
4. Análise factorial aplicada aos sedimentos finos
CAPÍTULO VII - Conclusões gerais
1. Factores que influenciam a distribuição de MPS
2. Hidrologia e nefelometria
3. Composição da MPS
4. Formação e desenvolvimento das camadas nefelóides
5. Sedimentos finos da plataforma média
6. Perspectivas futuras de investigação
250
251
252
254
254
254
259
260
261
262
Referências bibliográficas
Apêndice A - Nefelometria
Apêndice B - Tabelas da análise à lupa
Apêndice C - Sistemática cocolitóforos
Apêndice D - Fotografias tiradas ao MEV
Apêndice E - Tabelas da análise granulométrica da MPS
265
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ÍNDICE DE FIGURAS
CAPÍTULO I
Figura I- 1. Esquema representativo dos níveis nefelóides superficial e de fundo que se formam
na proximidade de um rio (plataforma interna).
Figura I-2. Representação esquemática dos processos de erosão e deposição da plataforma
continental (adaptado de Dronkers & Miltenburg, 1996).
1
2
CAPÍTULO II
Figura II-1. A- Enquadramento morfológico da plataforma continental portuguesa e planície
abissal (Dias, 1987); região em estudo assinalada a azul. B- Batimetria da plataforma continental
setentrional em estudo, segundo Vanney & Mougenot, 1981 e Dias et al .,2000. Espaçamento de 10
em 10m até aos 200m de profundidade e de 200m abaixo do referido valor.
Figura II-2. Variação sazonal da direcção do vento (I.N.M.G., 1990). C= calmas.
Figura II-3. Distribuição sazonal (Verão/Inverno) das direcções do vento, sua frequências (%) e
velocidades médias para as estações de Viana do Castelo e Pedras Rubras (I.N.M.G., 1990). As
barras brancas representam a frequência do vento (%) no Inverno e as cinzentas no Verão.
Figura II-4. Precipitação média mensal registada ao longo de 35 anos (Viana do Castelo e PortoSerra Pilar). Dados compilados pela Direcção Geral dos Recursos e Aproveitamentos Hidráulicos
(actual INAG).
Figura II-5. A. Altura significativa e período da onda médios para épocas diferenciadas
(Verão/Inverno) e no global na Figueira da Foz; B. Distribuição sazonal de direcção da onda (POWAVE, 1994).
Figura II-6. Informação mensal da altura da onda significativa (H0) e períodos (T0 ) para a bóia
ondógrafa da Figueira da Foz (Set.1986-Jul.1993) (retirado de PO-WAVES, 1994).
Figura II-7. Mapa da circulação superficial das massas de água, para o Oceano Atlântico NE
(adaptado de Broerse, 2000). Área de estudo representada pelo rectângulo a negro.
Fig.II-8.A -Trajectória de 16 bóias derivantes WOCE/TOGA (com transmissão via satélite), ao
largo da costa NW de Portugal. Estas bóias, colocadas pelo projecto MORENA, no período entre
Junho de 1993 e Outubro de 1994 (11 foram colocadas entre Novembro e Maio de 1994)
mostram a trajectória da contra-corrente quente, mais evidente, a norte do paralelo 40ºN. B –
Velocidade superficial média das bóias (setas), calculada para uma caixa com área de 2º latitude
× 1º longitude. Na área em estudo a velocidade superficial variou entre 2.3 e 33.4 cm/s
(retirado de Martins, 1996).
Fig.II-9. Evolução de uma corrente geostrófica na plataforma continental, em resultado de um
gradiente de pressão produzido na costa (a) Corte na plataforma continental, que mostra a
superfície de inclinação das isobáricas e o declive da superfície da água. (b) Visão tridimensional
do downwelling, com as diferentes orientações do stress do vento, corrente de Eckman de
superfície, corrente de fundo e corrente geostrófica central (in Allen, 1997).
Figura II-10. Observações realizadas no Inverno (Novembro 96-Janeiro97) (Vitorino et al.,
2001). a) Diagrama da velocidade
do vento; b) Nível do mar em Viana do Castelo; c)
Temperatura; d) Diagrama das correntes de baixa frequência (período acima de 2 dias)
verificadas aos 29m, 53m, 76m e 82m de profundidade; e) Série temporal da velocidade de
corte da onda, estimada a partir de uma bóia ondógrafa.
Fig.II-11. Upwelling forçado pelo efeito de Ekman, no hemisfério norte (lado leste do oceano),
com direcção predominante do vento paralelo à costa. (a) O transporte de Ekman total, leva a
água para longe da costa, causando afloramento e um abaixamento da superfície da água, em
direcção à costa. (b) A subida de águas frias, mais densas provoca um campo baroclínico, tendo
como resultado, a nível superficial (para fora da página) um escoamento geostrófico para sul, um
nivel onde não há movimento (velocidade geostrófica de zero) e uma contracorrente profunda,
para norte (para dentro da página). A corrente superficial resultante continua a favorecer o
upwelling (in Allen, 1997).
Fig.II-12. Elipses de maré obtidas por Vitorino, (1999), durante o inverno (verdes) e verão
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(vermelho). Localização dos correntómetros na Tabela II-5. Cobertura sedimentar adaptada de
Rodrigues et al., 1991.
Figura II-13. Geologia das bacias hidrográficas dos rios NW Portugueses e da Galiza Ocidental
(adaptado de Julivert et al., 1980, in Cascalho, 2000).
28
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CAPÍTULO III
Figura III-1. Fotografia do conjunto CTD+rosette. r = rosette com as 12 garrafas tipo Niskin;
c = CTD; n = nefelómetro.
Figura III-2. Gráfico de Esquevin (1969).
48
59
Figura III- 3. Relação entre a turbidez (FTU) e o conteúdo em MES (g/m3 ) para os cruzeiros
CORVET 96 (Novembro 1996), CLIMA 97 (Dezembro 1997) e OMEX II/99 (Maio 1997). CNS=
camada nefelóide de superfície; CNF= camada nefelóide de fundo; n= nº de amostras;
R2=correlação; Y= turbidez (FTU); X=Concentração (g/m3 ).
60
CAPÍTULO IV
Figura IV- 1. Mapa das estações hidrológicas ocupadas durante o cruzeiro PLAMIBEL I e
localização dos perfis referidos no texto.
Figura IV- 2. Caudais dos principais rios minhotos, para o período que procedeu a campanha
PLAMIBEL I (fonte: CPPE e INAG).
Figura IV- 3. Diagramas TS de superfície (A) e fundo (B), cruzeiro PLAMIBEL I (Setembro
1990). I,II e III designam as diferentes massas de água descritas no texto.
Figura IV- 4. Distribuição horizontal da salinidade à superfície (Setembro 1990).
Figura IV-5. Salinidade observada na secção 1 (Setembro 1990).
Figura IV- 6. Distribuição horizontal da temperatura à superfície (Setembro 1990).
Figura IV- 7. Distribuição da turbidez à superfície e junto ao fundo, para o cruzeiro PLAMIBEL
I.
Figura IV-8. Nefelometria observada na secção 4 (Setembro 1990).
Figura IV-9. Mapa das estações hidrológicas ocupadas durante o cruzeiro CORVET96; 1º parte
com 40 estações distribuídas por 3 secções longas e 2º parte com 54 estações localizadas na
região em estudo.
Figura IV-10. Caudais dos principais rios minhotos, para o período da campanha CORVET 96
(fonte: CPPE).
Figura IV-11. Diagramas TS para as águas superficiais (5m) e perto do fundo, para o cruzeiro
CORVET96. Na fig. B, esta representada a linha de TS da água Central do Atlântico Norte (CW).
I,II,III, IV, V e VI representam as massas de água referidas no texto.
Figura IV-12. Distribuição horizontal da salinidade à superfície. Na figura observam-se dois
domínios, um antes e outro depois do temporal de 19 de Novembro de 1996, assinalados pela seta
a negro.
Figura IV-13. Secções E-W de salinidade, realizadas durante o cruzeiro CORVET 96.
Figura IV-14. Carta de temperatura superficial da campanha CORVET96: A- Imagem de satélite
do período de 3-9 Novembro de 1996); B- Imagem de satélite do período de 10-16 Novembro de
1996 (imagens cedidas gentilmente pelo Remote Sensing Data Analysis Service of the Plymouth
Marine Laboratory). Na figura observam-se dois domínios, um antes e outro depois do temporal
de 19 de Novembro de 1996, assinalados pela seta a negro.
Figura IV-15. Perfis verticais de temperatura; a) antes do temporal (secção 4) e b) depois do
temporal de 19 de Novembro (secção 5).
Figura IV-16. Secções E-W de temperatura, realizadas durante o cruzeiro CORVET 96.
Figura IV-17. Carta de densidade superficial da campanha CORVET96 (Novembro de 1996). Na
figura observam-se dois domínios, um antes e outro depois do temporal de 19 de Novembro de
1996, assinalados pela seta a negro.
Figura IV-18. Secções E-W de densidade, realizadas durante o cruzeiro CORVET 96
Figura IV-19. Carta de turbidez superficial e junto ao fundo da campanha CORVET96
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(Novembro, 1996). Na figura observam-se dois domínios, um antes e outro depois do temporal de
19 de Novembro de 1996, assinalados pela seta a negro.
Figura IV-20. Secções E-W de nefelometria, realizadas durante o cruzeiro CORVET 96.
Figura IV-21. Perfis verticais de nefelometria realizados antes e depois do temporal. Batimetria
dos 25-43m, 80-90m, 120-150m e bordo da plataforma (>160m). Delimitação das CNS, CNF e
CNI.
Figura IV-22. Mapa da localização das estações hidrológicas (cruzes), realizadas durante o
cruzeiro Clima (6-16 de Dezembro). Delimitação dos depósitos finos segundo Drago (1995).
Figura IV-23. Caudais dos principais rios minhotos, para a semana anterior ao cruzeiro e para o
período em que decorreu a campanha CLIMA 97 (Fonte CPPE).
Figura IV-24. Estações hidrográficas do cruzeiro CLIMA (6-14 de Dezembro) e as observações
de vento e onda em cada estação (Vitorino, 1998).
Fig. IV-25. Diagramas TS para as águas superficiais (5m) e perto do fundo, para o cruzeiro
CLIMA 97. Na fig. B, encontra-se representada a linha de TS da água Central do Atlântico
Norte (CW). I,II,III,IV,V e VI, designam as diferentes massas de água referidas no texto.
Figura IV-26. Distribuição da salinidade à superfície (Dezembro 1997).
Figura IV-27. Secções E-W de salinidade, realizadas durante o cruzeiro CLIMA 97.
Figura IV-28. Distribuição da temperatura á superfície (Dezembro 1997).
Figura IV-29. Perfis verticais de temperatura para a secção 2.
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Figura IV-30. Secções E-W de temperatura, realizadas durante o cruzeiro CLIMA 97.
Figura IV-31. Distribuição da densidade à superfície (Dezembro de 1997).
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Figura IV-32. Secções E-W de densidade, realizadas durante o cruzeiro CLIMA97.
Figura IV-33. Distribuição da turbidez á superfície (Dezembro de 1997).
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Figura IV-34. Distribuição da turbidez, perto do fundo (Dezembro de 1997).
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Figura IV-35. Secções E-W de turbidez, realizadas durante o cruzeiro CLIMA 97.
Figura IV-36. Perfis verticais de nefelometria para as secções 3 e 4 (canhão do Porto).
Delimitação das CNS, CNF e CNI.
Figura IV-37. Mapa das estações ocupadas durante o cruzeiro PLAMIBEL III (Janeiro de 1992).
Figura IV-38. Caudais diários médios dos principais rios minhotos, para o período que procedeu o
cruzeiro PLAMIBEL III (Janeiro de 1992) (CPPE).
Figura IV-39. Diagrama TS de superfície (A) e de fundo(B), e localização das massas de água
durante a campanha PLAMIBEL III (Inverno, 1992). I, II, III e IV massas de água definidas no
texto.
Figura IV-40. Distribuição horizontal da salinidade à superfície (Janeiro, 1992).
Figura IV-41. Distribuição da temperatura (ºC) à superfície, cruzeiro PLAMIBEL III (14 a 19
Janeiro de 1992).
Figura IV-42. Distribuição de turbidez à superfície (A) e perto do fundo (B), para o cruzeiro
PLAMIBEL III.
Figura IV- 43. Mapa das estações hidrológicas ocupadas durante o cruzeiro PLAMIBEL II.
Figura IV-44. Caudais dos principais rios minhotos, para o período que procedeu a campanha
PLAMIBEL II (Fonte: INAG e CPPE).
Figura IV-45.Diagramas TS de superfície (A) e fundo (B), cruzeiro PLAMIBEL II (Março de
1991). I,II,III, IV e V representam as massas de água definidas no texto.
Figura IV-46. Distribuição horizontal da temperatura à superfície (Março 1991).
Figura IV-47. Distribuição horizontal da salinidade à superfície (Março de 1991).
PLAMIBEL II.
Figura IV-49. Mapa da localização das estações hidrográficas (triângulos), realizadas durante o
cruzeiro OMEX II/99 (18-28 de Maio). Delimitação dos depósitos finos segundo Drago, 1995.
Figura IV-50. Caudais de alguns rios minhotos, para os dois meses que antecederam e, durante o
cruzeiro OMEX II/99 (Fonte: CPPE).
Figura IV-51. Mapa com as observações de vento e onda obtidas a bordo durante o decorrer do
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cruzeiro OMEX II/99.
Figura IV-52. Diagrama TS para as águas superficiais (5m) e perto do fundo (max. 1500m), para
a campanha OMEX II/99. I a VII representam as massas de água identificadas.
Figura IV-53. Distribuição da salinidade para a campanha OMEX II/99 (Maio de 1999).
Figura IV-54. Secções E-W de salinidade, realizadas durante o cruzeiro OMEX99.
Figura IV-55. Mapa de distribuição da temperatura à superfície (-5m), para o cruzeiro OMEX
II/99 (Maio 1999).
Figura IV-56. Secções E-W de temperatura, realizadas durante o cruzeiro OMEX99.
Figura IV-57. Perfis verticais de temperatura para as secções 1 e 4 (mais a Sul).
Figura IV-58. Mapa de distribuição da densidade à superfície (-5m), para o cruzeiro OMEX
II/99 (Maio 1999).
Figura IV-59. Secções E-W de densidade, realizadas durante o cruzeiro OMEX99.
Figura IV-60. Mapa de distribuição da turbidez à superfície (-5m), para o cruzeiro OMEX II/99
(Maio 1999).
Figura IV-61. Mapa de distribuição da turbidez no fundo, para o cruzeiro OMEX II/99 (Maio
99).
Figura IV-62. Secções E-W de nefelometria, realizadas durante o cruzeiro OMEX99.
Figura IV-63. Perfis de nefelometria das secções 3 e 4. Delimitação das CNS, CNF e CNI.
Figura IV-64. Distribuição da concentração (mg/l) à superfície, para os cruzeiros PLAMIBEL
(Setembro 1990, Março 1991 e Janeiro de 1992).
Figura IV-65. Distribuição da concentração (mg/l) à superfície e perto do fundo, para o cruzeiro
CORVET 96 (Novembro de 1996). Secções P4 e P5 separadas pelo temporal de 19 de Novembro.
CLIMA 97 (Dezembro de 1997).
OMEXII/99 (Maio de 1999).
Figura V-68- Comparação entre os valores de turbidez encontrados à superfície e fundo para os
vários cruzeiros.
Figura IV-69. Secções perpendiculares à costa representativas da densidade e nefelometria
observadas durante os cruzeiros CORVET96, CLIMA97 e OMEX99.
Figura IV-70. Relação entre os perfis verticais de nefelometria e isopícnicas verificadas na
secção que atravessa o canhão do Porto. A) CORVET96; B) CLIMA97 e C) OMEX99 (página
seguinte). Linhas a tracejado indicam as isopícnicas. Notar que nos diferentes perfis de turbidez
(FTU), existe um decréscimo da escala de turbidez à medida que se caminha para o largo.
CAPÍTULO V
Figura V-1. Fluxos de carbono (gCm- 2ano-1 ) no reservatório oceânico de acordo com Wollast
(1999). pp=produção primária; dep=deposição; f.ratio=exportação/pp.
Figura V-2. Distribuição da carga orgânica (µg/l) e do conteúdo em carbono das amostras (%)
para o cruzeiro PLAMIBEL I (Set. 90).
Figura V-3. Distribuição da carga orgânica (µg/l) e do conteúdo em carbono das amostras (%)
para o cruzeiro PLAMIBEL II (Março 91).
Figura V-4. Distribuição da carga orgânica (µg/l) e do conteúdo em carbono das amostras (%),
colhidas a -5m e no fundo, para o cruzeiro CORVET (Novembro 96). O perfil 4 e 5 estão
separados pelo temporal de 19 de Novembro.
colhidas a -5m e no fundo, para o cruzeiro CLIMA (Dezembro 97).
colhidas a -5m e no fundo, para o cruzeiro OMEX II (Maio 99).
Figura V-7. Secções perpendiculares á costa de COP (%), para o cruzeiro Omex ll/99 (Maio 99).
Figura V-8. Variação do COP (%) versus matéria em suspensão total (mg/l), na CNS. A linha a
tracejado agrupa amostras onde a influência da produção oceânica é superior (1); a linha a cheio
agrupa amostras onde a influência dos rios é superior(2); amostras ricas em COP encontradas só
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no Verão e Primavera(3).
Figura V-9. Variação do COP (%) versus matéria em suspensão total (mg/l) na CNF. Linha a cheio
delimita as amostras com baixos valores de COP, que provêm da resuspensão do sedimento de
fundo e a linha a tracejado as amostras mais ricas em COP onde a influência da produção
oceânica é superior (plataforma média a externa).
Figura V-10. Distribuição biogeográfica de algumas espécies actuais de nanoplâncton calcários
(adaptado de Abreu, 1996).
Figura V-11. Morfologia dos cocólitos e cocosferas.
Figura V-12. Centros produtores de argilas na região NW portuguesa (adaptado de Gomes, 1988).
Figura V-13. Mapas da distribuição relativa da componente orgânica em relação à detritica,
determinada por observação visual à lupa (amp.250x), para os cruzeiros CORVET96 e CLIMA97.
Figura V-14. Exemplo dos filtros de superfície, onde um mucos seco cobre a totalidade do filtro
(est. 80), assinalado com uma seta branca.
Figura V-15. Exemplos de filtros com muco (A e B); agregados apertados (C e D), abertos (E) e
partículas dispersas (F).
Figura V-16. A)D) grãos de quartzo arredondados; B)E) mineral arredondado (feldspato?); C)F)
minerais planares com clivagem (micas).
Figura V-17. Abundância das diferentes espécies dos cocolitóforos (-5m), nas 3 secções
realizadas no cruzeiro Corvet 96:A) perfil norte (Póvoa do Varzim); B)perfil sul-norte e C)perfil
sul (Cabo S. Vicente).
Figura V-18. Distribuição da abundância das mais importantes espécies de cocolitóforos, segundo
um perfil perpendicular à costa, para o cruzeiro CLIMA 97. Observam-se os máximos de
abundância, perto do bordo plataforma.
Figura V-19. Distribuição horizontal (5m), para as várias espécies de cocolitóforos encontrados,
assim como para a temperatura e salinidade, do cruzeiro CLIMA 97. As isolinhas de cor azul a
rosa representam as abundância dos litos (x103 litos -1 ), geralmente mais abundantes nos locais
onde temos os máximos de cocosferas.
Figura V-20. Determinação dos factores significativos da análise factorial para as espécies de
cocolitóforos (cocosferas) encontradas a -5m e tabela com a variância explicada para um
universo de 12 variáveis.
Figura V-21. Projecção dos pesos estatísticos de cada variável sobre o primeiro e segundo factor
significativo da análise factorial, feita com as abundâncias absolutas das cocosferas (-5m).
Interpretação das associações encontradas.
Figura V-22. Projecção dos pesos estatísticos de cada variável sobre o terceiro e quarto factor
significativo da Análise factorial, feita com as abundâncias absolutas das cocosferas (-5m).
litos encontradas a -5m e tabela com a variância explicada para um universo de 13 variáveis.
Figura V-24. Projecção dos pesos estatísticos de cada variável sobre o primeiro e segundo
factor significativo da Análise factorial, feita com as abundâncias absolutas dos litos (-5m).
significativo da Análise factorial, feita com as abundâncias absolutas dos litos (-5m).
litos encontradas perto do fundo e tabela com a variância explicada para um universo de 11
variáveis.
Figura V-27. Projecção dos pesos estatísticos de cada variável sobre o primeiro e segundo
factor significativo da Análise factorial, feita com as abundâncias absolutas dos litos perto do
fundo.
Figura V-28. Formas de cocolitóforos mais comuns durante o Inverno, associados com as
principais massas de água do Atlântico NE. ACNAt - Água Central Norte Atlântica de origem
subtropical (a vermelho) e ACNAP (a azul) de origem subpolar (definidas por Fiúza, 1984).
Localização das estações realizadas durante os cruzeiros CORVET 96 e CLIMA 97.
Figura V-29. Mapa da distribuição percentual do quartzo e de filossilicatos nos sedimentos em
suspensão presentes nos rios e plataforma norte.
Figura V-30. Difractograma natural representativo dos minerais das argilas (<2µm), colhidos na
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CNS e CNF (est.34).
Figura V-31. Mapa da distribuição das percentagens dos minerais argilosos (matriz de 100%) dos
sedimentos em suspensão dos rios e da plataforma continental. A) % ilite e caulinite; B) % clorite
e esmectite.
Figura V-32. Difractograma representativo do material <63µm depositado sobre os filtros
colhidos nos rios (amostra L51 fundo, rio Lima). A nomenclatura usada representa: Chl= clorite;
I+M=ilite+mica; Q=quartzo; Ca=calcite; K=caulinite; Fk=feldspato potássico; Plag.=plagioclase;
An=anidrite; Filo.=filossilicatos.
Figura V-33. Localização e mineralogia das amostras de MES colhidas nos rios minhotos
(Fevereiro de 1993). Nos gráficos de barras, estão representadas as % dos minerais detriticos
(<63 µm) em suspensão (a vermelho as % dos minerais referentes às amostras colhidas perto do
fundo e azul as de superfície). Nos gráficos circulares estão representados as % dos minerais
das argilas (cinzento-ilite; azul escuro-caulinite; amarelo-esmectite; azul claro-clorite).
Figura V-34. Difractogramas representativos dos minerais das argilas obtidos nos sedimentos de
fundo dos rios Douro (D5) e Minho (M6).
Figura V-35. Localização das amostras dos sedimentos de fundo colhidos nos rios minhotos
(campanha SEDIMINHO I/93). Nos gráficos circulares estão representados as % dos minerais
das argilas (cinzento-ilite; azul escuro-caulinite; amarelo-esmectite; azul claro-clorite) obtidas
por DRX.
Figura V-36. Caracterização textural da MPS desagregada (5m), para o cruzeiro CORVET 96
(Novembro de 1996).
Figura V-37.Mapa de distribuição do diâmetro médio aos 5m para o cruzeiro CORVET 96
(Novembro 96).
Figura V-38 Curvas de frequência relativa e acumulada para amostras colhidas na plataforma
interna ( a azul) e média (a preto), aos 5m.
Figura V-39. Caracterização textural da MPS desagregada, para o cruzeiro CLIMA 97
(Dezembro 1997); A) -5m; B) fundo.
Figura V-40. Mapa de distribuição da assimetria, aos -5m e fundo, para o cruzeiro CLIMA 97
(Dezembro 97).
Figura V-41. Histograma representativo da abundância percentual do número de modas presentes
nas suspensões dos cruzeiros CORVET96 e CLIMA97.
Figura V-42. Distribuição de caracter modal (n.º de amostras) das suspensões colhidas durante
os cruzeiros CORVET 96 (Novembro 1996) e CLIMA 97 (Dezembro 1997).
Figura V-43. Curvas granulométricas representativas das amostras colhidas durante o cruzeiro
CLIMA97, na plataforma interna e média (5m e perto do fundo).
Figura V-44. Distribuição da moda principal do material em suspensão (-5m e fundo), por classes
para os cruzeiros CORVET 96 e CLIMA 97.
CAPÍTULO VI
Figura VI-1. - A) Mapa de distribuição do conteúdo em COP da interface água/sedimento; os
traços diagonais representam os afloramentos rochosos; B) gráfico que relaciona % COP com o
tamanho médio do grão e C) gráfico relação % COP com a profundidade.
Figura VI-2. Localização das amostras de sedimentos de fundo colhidos durante o cruzeiro
CORVET 96 (bolas a negro) e GAMINEX (estrelas a negro), sobrepostos ao mapa da distribuição
percentual dos sedimentos finos, segundo Dias et al., 2000.
Figura V-3. Diagrama ternário com as distribuições das fracções granulométricas para as
amostras de fundo colhidas nos cruzeiros CORVET96 e GAMINEX. Delimitação de algumas
amostras pertencentes aos depósitos silto- argilosos do Douro e Minho-Galiza.
Figura VI-4. Caracterização textural dos sedimentos desagregados do 1cm da amostra total,
colhidos na plataforma norte Portuguesa (círculos) e Galega (quadrados).
Figura VI-4. Mapas de distribuição dos parâmetros texturais, média, desvio padrão e assimetria,
da interface água sedimento.
Figura VI-6. Evolução da moda principal ao longo de um perfil E-W (est.7 na plataforma média e
est.10 na plataforma externa), que atravessa o depósito silto-argiloso do Douro.
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Figura VI-7. Evolução da moda principal ao longo de um perfil E-W (est.36 na plataforma média e
est.39 na plataforma externa), que atravessa o depósito silto-argiloso do Minho.
Figura VI-8- Curvas de distribuição granulométricas representativas das amostras colhidas na
CNS (A) e na CNF (B) comparadas com amostras de sedimento da interface (1cm). A localização
das estações encontra-se no mapa ao lado; os triângulos representam as estações de MPS e os
círculos as amostras de sedimento colhidas no cruzeiro CORVET96.
Figura VI-9. Difractograma representativo da fracção fina dos sedimentos da plataforma galega
(amostra KRGX20,frente á ria de Pontevedra). A nomenclatura usada representa: Chl= clorite;
Dol=dolomite; Filo.=filossilicatos; Si=siderite; Op=opala
Figura VI-10. Difractograma representativo da fracção argilosa das amostras dos sedimentos de
fundo (amostra 11). A nomenclatura usada representa: Chl= clorite; I=ilite; K=caulinite.
Figura VI-11.Mapa da distribuição percentual do quartzo, mica, e feldspatos na fracção fina.
Figura VI-12. Mapa da distribuição percentual da calcite e opala na fracção fina dos sedimentos
da plataforma continental NW da Ibéria.
Figura VI-13. Variação latitudinal da percentagem de quartzo e micas.
Figura VI-14. Mapa da distribuição da maturidade do sedimento.
Figura VI-15. Mapas com a distribuição dos principais minerais das argilas.
Figura VI-16. Gráfico de Esquevin (1969) aplicado ás amostras colhidas na plataforma NW
ibérica.
Figura V-17. Mapas de distribuição da cristalinidade da caulinite.
Figura V-18. Mapas de distribuição da razão caulinite/clorite e caulinite/ilite.
CAPÍTULO VII
Fig. VII-1. Modelo conceptual de dispersão da MPS na plataforma continental NW portuguesa.
Evolução sazonal. A) Verão); B) Inverno.
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INDÍCE DE TABELAS
CAPÍTULO II
Tabela II-1. Principais relevos da plataforma continental setentrional (Vanney e Mougenot,
1981).
Tabela II-2. Características principais dos depósitos silto-argilosos.
Tabela II-3. Situações meteorológicas na Península Ibérica (adapt. de Ribeiro, 1988 e Pires,
1985).
Tabela II.4 – Condições de agitação marítima características da costa ocidental (adapt. de Pires
1989; PO-WAVES, 1994).
Tabela II-5. Valores médios mensais da componentes residual da corrente, medidas durante o
verão e outono de 1987 (adaptado de Vitorino, 1999). Valores positivos indicam escoamento para
norte (N) e este (E) e negativos escoamento par sul (S) e oeste (W).
Tabela II-6. Velocidade de correntes teóricas necessárias á remobilização de areia muito fina a
média.
Tabela II–6. Características das bacias hidrográficas dos rios minhotos (Loureiro et al., 1986;
Ribeiro, et al., 1988) e rios galegos (Marqués, 1985).
Tabela II-7. Conteúdos percentuais médios de cascalho, areia e lodo dos sedimentos de fundo
dos estuários dos principais rios minhotos. O símbolo (*) refere-se aos resultados publicados por
Mimoso (1995). Os restantes dados respeitam aos sedimentos colhidos na campanha Sediminho
II/93 (Agosto de 1993).
Tabela II–8.Distribuição superficial das fácies texturais do fundo das rias (%) (Salgado, 1993).
Tabela II–9. Valores de velocidade média da corrente para o estuário do rio Douro. Observações
feitas em Setembro de 1994, com baixo caudal fluvial (Mimoso, 1995).
Tabela II-10. Presumíveis valores de materiais transportados na totalidade, junto ao fundo e em
suspensão, calculados pelo método de Langbein & Schumm (1958), para alguns dos rios mais
importantes da Península Ibérica (Dias, 1987; Magalhães, 1999), após a construção das
barragens.
CAPÍTULO III
Tabela III- 1. Campanhas oceanográficas e descrição sucinta dos dados colhidos.
Tabela III- 2. Características dos sensores do CTD Zullig.
Tabela III- 3. Características dos sensores do CTD General Oceanics Mk IIIC do Instituto
Hidrográfico (adapt. do Manual 00201 MARK IIIC/WOCE CTD UWV, 1994).
Tabela III- 4. Tipo de filtros usados e volumes de água filtrados.
Tabela III- 5. Poderes reflectores adoptados (Rocha, 1993).
5
7
12
15
27
31
35
38
39
40
43
46
47
47
51
57
CAPÍTULO IV
Tabela IV- 1. Campanhas oceanográficas realizadas entre 1990 e 1999, na plataforma NW
portuguesa pelo Instituto Hidrográfico.
CAPÍTULO V
Tabela V-1. Importância da fracção orgânica nas suspensões, na plataforma continental NW
Portuguesa ao longo de 5 períodos diferentes. Em Nov. 96, separou-se os valores encontrados
antes e depois do temporal de 19 de Novembro.
Tabela V-2. Zonação vertical dos cocolitóforos recentes, na zona fótica do oceano Atlântico.
Compilado de Houghton, 1991.
Tabela V-3.Informação geral sobre os cruzeiros onde houve colheita de amostra para o estudo
do nanoplâncton calcário.
Tabela V-4. Abundâncias absolutas de cocosferas versus cocólitos, em amostras da superfície
(5m) do perfil sul (x103 células/l).
Tabela V-5. Tabela de abundâncias absolutas de cocosferas versus cocólitos, em amostras da
xix
63
157
163
176
178
superfície (5m) do perfil sul-norte (x103 células/l).
Tabela V-6. Tabela de abundâncias absollutas de cocosferas (x103 células l-1 ) e de cocólitos (*103
litos l -1 ), em amostras da superfície (5m) do perfil norte.
Tabela V-7. Comparação dos valores de concentração de litos à superficie (x103 litos l-1 ) com a
camadas nefelóides de fundo e intermédia da coluna de água. (*) menos de 100 litos l-1 .
Tabela V-8A. Localização, temperatura, salinidade e abundância de cocolitóforos (×103 células l 1
) em amostras colhidas, a 5 m, 30 m and 80 m, durante o cruzeiro CLIMA 97.
Tabela V-8B. Abundância absoluta de cocolitóforos (×103 célulasl-1 ) em amostras colhidas às
profundidades de 5 m, 30 m e 80 m, durante o cruzeiro CLIMA 97. (*) - litos livres.
Tabela V-9. Comparação dos valores de concentração de litos (x103 litos l-1 ) obtidos nas CNS,
CNI e CNF.
Tabela V-10. Mineralogia dos sedimentos em suspensão na plataforma norte (%).
Tabela V-11. Mineralogia das argilas nos sedimentos em suspensão (100% amostra de argila).
Tabela V-12. Minerais detríticos em suspensão dos rios (fracção <63µm).
Tabela V-13. Mineralogia das argilas do material em suspensão nos rios (100% minerais das
argilas); superfície =sup; fundo=fd.
CAPÍTULO VI
Tabela VI-1. Teores mínimos, máximos e médios das percentagens das fracções argila e arenosa.
Tabela VI-2. Mineralogia da fracção fina da plataforma minhota e galega (%). Amostras do
cruzeiro GAMINEX, representadas por um x
Tabela VI-3. Mineralogia das argilas nos sedimentos de fundo (100% amostra de argila), da
plataforma minhota e galega. Amostras do cruzeiro GAMINEX, representadas por um x.
Tabela VI-4. Mineralogia das argilas de algumas amostras colhidas nos rios. Localização das
amostras na figura V-44.
Tabela VI-6. Variáveis significativas para os primeiros cinco factores, da análise factorial (sem
rotação) dos minerais das argilas, minerais detriticos, composição e textura dos sedimentos.
CAPÍTULO VII
Tabela VII-1. Compilação das características da CNS e CNS.
xx
180
181
182
184
184
187
200
201
203
206
231
233
236
246
252
259
Capitulo I
Considerações
gerais
_________________________________________________________________________
______
CAPITULO I
Considerações gerais
Os rios transportam para os estuários água doce, carregada de nutrientes, contaminantes e
partículas terrígenas. A água doce mistura-se com a água do mar que penetra nos estuários pela
acção da maré, o que induz gradientes de salinidade importantes que podem provocar alterações
químicas
na
carga
em
suspensão,
principalmente
ao
nível
dos
elementos
metálicos
(contaminantes), com mudanças de fase (Particulado ↔ Dissolvido). A circulação estuarina, com
movimentos essencialmente ligados às correntes de maré, mais ou menos modificadas pelo débito
fluvial, é responsável pelos fortes teores de matéria em suspensão observados nos estuários.
Estas águas estuarinas, com conteúdo elevado de matéria em suspensão (turbidez) e com
diferenças em termos de temperatura, salinidade, nutrientes e materiais contaminantes são
transportados para a plataforma continental pelo efeito da maré, modificando os parâmetros
hidrológicos, químicos, biológicos e ópticas das águas costeiras.
A entrada desta massa de água na plataforma forma plumas térmicas, dessalinizadas e/ou
túrbidas (nefelóides de superfície), visíveis nas imagens de satélite (Landsat). É comum
ocorrerem também camadas nefelóides de fundo, essencialmente formadas por partículas finas
ressuspensas da cobertura sedimentar oceânica (fig.I-1) e também por agregados de partículas
que sofrem períodos de deposição e resuspensão rápida no fundo (Drake, 1976).
Figura I- 1. Esquema representativo das camadas nefelóides superficial e de fundo que se formam na
proximidade de um rio (plataforma interna).
O objectivo geral do presente trabalho é a identificação das contribuições sólidas (particulada)
dos rios minhotos para a plataforma continental e, principalmente, a caracterização dos
processos que determinam e controlam a dispersão e deposição do material particulado em
suspensão (MPS) na plataforma continental e bordo da plataforma, ou seja, a dinâmica e
1
Capitulo I
Considerações
gerais
_________________________________________________________________________
______
distribuição dos níveis nefelóides em relação com os processos hidrodinâmicos o que permite
esboçar e caracterizar o mecanismo geral de transporte de MPS na plataforma NW portuguesa
(a norte de 41ºN). Para tal, foram realizados diversos cruzeiros científicos para aquisição de
dados in situ, com o objectivo de elaborar um modelo conceptual de dinâmica sedimentar da
MPS.
As fontes mais importantes de MPS são os rios, a erosão das arribas, os sedimentos de fundo e a
produção primária. A fig. I-2 representa esquematicamente os mecanismos responsáveis pela
circulação dos sedimentos finos, sua deposição e erosão. Sucintamente, alguns dos processos
que determinam a erosão e/ou deposição da MPS são as ondas, as marés, os ventos e as
diferenças de densidade (estratificação salina e térmica). A deposição da MPS ocorre
preferencialmente em áreas protegidas ou na plataforma externa a profundidades elevadas.
Figura I-2. Representação esquemática dos processos de erosão e deposição da plataforma continental
(adaptado de Dronkers & Miltenburg, 1996).
No presente trabalho, as características composicionais e granulométricas do material em
suspensão (oceânico ou continental) permitiram identificar áreas de influência estuarina e
relacionar esse material com a cobertura sedimentar da plataforma. É ainda efectuado o estudo
integrado do material inorgânico (terrígeno) e orgânico (partículas biogénicas), com particular
2
Capitulo I
Considerações
gerais
_________________________________________________________________________
______
incidência no nanoplâncton calcário, que se revelou um excelente traçador da dinâmica das
massas de água oceânicas.
Os capítulos seguintes desta dissertação abordam os seguintes temas:
v No 2º capitulo efectua-se a descrição genérica da área estudada, com a apresentação da
plataforma continental e área costeira adjacente. Efectua-se ainda a caracterização do
regime climático e de agitação marítima.
v Na 3º parte descrevem-se os métodos. Os resultados das campanhas hidrológicas são
descritas de forma detalhada no IV capítulo, com esboço da circulação dominante em cada
um dos cruzeiros e identificação dos níveis nefelóides. No capitulo V é efectuada uma
descrição do tipo de MPS, com especial incidência nos níveis nefelóides de superfície e
fundo, sua composição e características granulométricas. Efectua-se ainda o estudo do
nanoplâncton calcário abordado numa perspectiva mista (paleo)biológica considerando que
as cocosferas e cocólitos têm significados distintos e complementares.
v O capitulo VI descreve as características composicionais e dimensionais da interface águasedimento (1 cm do sedimento), com especial incidência nos depósitos finos da plataforma
continental NW, visto corresponderem a áreas preferenciais de deposição da MPS. A
mineralogia da fracção fina (<63µm) e argilosa do sedimento permitiu complementar o estudo
da dinâmica sedimentar da região em estudo.
v Finalmente as conclusões gerais são apresentadas na 7º parte, com a proposta de um modelo
conceptual de dispersão e deposição do material em suspensão,
sugerindo-se vias de
investigação futuras.
Este trabalho realizou-se no âmbito dos projectos OMEX II1 -Phase II:MAST3-CT-0076 (1 Junho
1997 a 31 Maio de 2000) e CODENET2 (EU program:ERB 4061-PI-97-0764).
Foram principalmente utilizados as instalações e os meios técnicos e científicos existentes no
Instituto Hidrográfico, Museu Nacional de História Natural, Universidade do Algarve,
Universidade de Bordéus I (França) e Universidade de Aveiro.
OMEX II - Ocean Margin Exchange. Projecto designado para medir e modelar as trocas de energia e de
matéria entre a plataforma europeia e o oceano profundo. Inst. participantes: U. Libre de Bruxelles (BE),
1
UAlg, IH, IST, IPIMAR e várias outras instituições europeias.
2
CODENET- Coccolithophorid Evolutionary Biodiversity and Ecology Network. Rede de trabalho na área dos
cocolitóforos destinada a treinar e mobilizar os investigadores. Inst. participantes: The Natural History
Museum (Londres), Museu Nacional de His tória Natural de Lisboa, U. de Caen (Normandia) e várias outras
instituições europeias.
3
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
CAPITULO II
Enquadramento geral
1. Plataforma continental
A largura média da plataforma continental portuguesa a norte de Espinho é de cerca de 42
km, com 36,6 km frente ao rio Minho e 46,7 km frente ao rio Douro. Apresenta, geralmente,
um pendor regular e suave, com as batimétricas grosseiramente paralelas à costa (fig.II-1B).
O bordo da plataforma situa-se, em média, aos 160m de profundidade (Musellec, 1974).
B
ho
Min
Rio
ga
Ga le
al da
Pont
a
Lim
Rio
B eiral
ana
de Vi
o do
Foss
100
200
nha
de cam i
42ºN
42.0
B eiral
A
RioCávado
10
0
41º30'N
41.5
Rio Ave
50
Canhão do Porto
Afloramentos
rochosos
41ºN
41.0
9º30'W
-9.5
Rio
Do ur
o
9ºW
-9.0
Figura II-1. A- Enquadramento morfológico da plataforma continental portuguesa e planície abissal (Dias,
1987); região em estudo assinalada a azul. B- Batimetria da plataforma continental setentrional em
estudo, segundo Vanney & Mougenot (1981) e Dias et al ., (2000, 2001). Espaçamento de 10 em 10m até
aos 200m de profundidade e de 200m abaixo do referido valor.
4
8º30'W
-8.5
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Os
acidentes
geomorfológicos
ocorrentes
na
plataforma
(fig.II-1)
incluem:
relevos
(tectónicos, resultantes da estrutura em monoclinal e da diferente resistência das rochas)
incisões (canhões submarinos) e formas ligadas à progradação (Pereira, 1992).
a) Relevos
Os relevos mais importantes (Sumalha, Parcel, Beiral de Caminha, Beiral de Viana e Pontal do
Cerro), com orientação predominante N/NW-S/SE, estão relacionados com factores
estruturais correspondendo a horsts. Estes relevos destacam-se na superfície aplanada,
condicionando a evolução sedimentológica da plataforma (Tabela II-1).
Tabela II-1. Principais relevos da plataforma continental setentrional (Vanney e Mougenot, 1981).
Nome
SumalhaParcel-Moiteira
Beiral de
Caminha
Beiral de Viana
Cume(m)/
Orientação
Localização
aproximada
-10-20
N-S
Soco
polimetamórfico
Paleozóico
N-S
Calcários
Cretácico superior
N/NWS/SE
Calcários de
fácies
marinha
Cretácico superior
NW-SE
Calcários
Eocénico superior
(plat. interna)
-110-120
Idade
(plat. externa)
-88
(plat. externa)
Pontal do Cerro
Litologia
-74
(plat. média)
Na plataforma interna, nas imediações de Viana do Castelo, os afloramentos rochosos do
soco precâmbrico e paleozóico (pequenas elevações pontiagudas), conferem um traçado
conturbado às batimétricas. Na plataforma média e externa o relevo é, em geral, simples e
suave, com excepção do Beiral de Viana que se define ao longo de 50Km, por volta dos 88110m de profundidade. Mais a sul, a plataforma apresenta estrutura relativamente simples,
essencialmente constituída por formações mesozóicas e cenozóicas.
b) Canhões submarinos
Os canhões submarinos, importantes veículos de transporte de sedimentos para a
plataforma abissal e zonas preferenciais de afloramento de águas profundas (upwelling),
correspondem a acidentes morfológicos que indentam a plataforma e vertente continental.
O canhão do Porto, amplo e pouco profundo, com forma em U, tem origem tectonosedimentar. A sua cabeceira situa-se num acidente (falha), cujo recuo se encontra
relacionado com a ocorrência de movimentos de massa. (Boillot et al., 1974).
5
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
1.1. Cobertura sedimentar - Características texturais
A cobertura sedimentar da plataforma minhota foi originalmente reconhecida através dos
trabalhos conducentes à Carta Litológica Submarina, no início do século XX (1913-14). A partir
da década de 80, o número de trabalhos relacionados com a cobertura sedimentar recente da
plataforma continental norte portuguesa aumentou substancialmente com a implementação do
programa SEPLAT (Instituto Hidrográfico), e com o financiamento de diversos projectos
ligados à área da Geologia Marinha (Projectos DISEPLA1 , PETDS2 , PROCOST 3 e BEVICAP 4 ).
Estes projectos possibilitaram a pormenorização de estudos realizados anteriormente por
Dias et al. (1980/81, 1984), Monteiro et al., (1982) e Dias (1983, 1985, 1987), destacando-se
os trabalhos de Cascalho & Carvalho (1989, 1990, 1993), Fatela (1989, 1995), Magalhães et al.
(1991), Rodrigues et al. (1990, 1991, 1992, 1994, 1995), Magalhães & Dias (1992), Magalhães
(1992/3/4, 1993, 1999), Cascalho (1993, 1998, 2000), Drago et al., (1994, 1998, 1999), Drago
(1995), Oliveira et al., (1994, 1995, 1998a,b, 1999, 2000) e Oliveira (1994). O estudo da
plataforma galega foi menos detalhado, evidenciando-se os trabalhos de Rey & Díaz del Rio
(1987), Rey & Medialdea (1989), Díaz del Rio et al., (1992), Lopez-Jamar et al., (1992) e Rey
Salgado (1993).
Por cima de formações cretácicas e cenozóicas existe uma cobertura sedimentar Plistocénicaactual, horizontal, constituída sobretudo por areias (Dias, 1987). É de salientar que o
conteúdo em siltes é, geralmente, baixo, mas superior ao da argila (teores médios de 19.2% e
4.3%, respectivamente). A espessura desta cobertura, obtida por reflexão sísmica ligeira
contínua, varia de 0 a 10mseg (correspondendo "grosso modo" a uma espessura de 0 a 10m). As
espessuras máximas estão associadas à colmatação de pequenas bacias, localizadas junto às
desembocaduras dos rios, e a depressões estruturais (Rodrigues & Ribeiro, 1994).
1.1.1.
Silte e argila (fracção <63 µm)
Na plataforma a norte de Espinho a fracção silto-argilosa está preferencialmente localizada
na plataforma média a externa. Esta classe granulométrica apresenta um enriquecimento
gradual até aos 100m de profundidade (Magalhães, 1993), com desenvolvimento preferencial
1
DISEPLA – Dinâmica Sedimentar da Plataforma e Vertente Continental Portuguesa.
PETDS – Pesquisa e Caracterização dos elementos Traçadores da Dinâmica Sedimentar da Margem
Setentrional Portuguesa.
3
PROCOST- Os Processos Costeiros e a Evolução do Litoral Português entre Espinho e Nazaré: Causas
Naturais e Influências Antrópicas.
4
BEVICAP – O Beiral de Viana e o Canhão Submarino na Evolução da Margem Continental Portuguesa.
2
6
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
nas proximidades do canhão do Porto (depósito silto-argiloso do Douro), e mais a norte, perto
do rio Minho (depósito silto-argiloso da Galiza-Minho). Em ambas as zonas, a percentagem de
silte e argila excedem frequentemente os 90% (Magalhães, 1993). Na tabela II.2 estão
apresentadas as principais características destes depósitos silto-argilosos.
O depósito do Douro foi inicialmente detectado e reconhecido por Dias (1987) e estudado com
mais pormenor por Drago (1995). Segundo estes autores, as suas características principais são
as seguintes:
•
é um corpo sedimentar recente, cuja idade é cerca de 2 000 anos B.P (considerando uma
taxa de deposição constante), que apresenta uma taxa de sedimentação elevada e é
formado maioritariamente por material de origem continental;
•
é dissimétrico, sendo a sua forma aparentemente controlada pela existência do canhão do
Porto e pela distribuição dos afloramentos rochosos;
•
do ponto de vista granulométrico, a zona siltosa é muito homogénea, correspondendo a um
silte grosseiro (média que varia de 27.2µm a 15.6µm), unimodal;
•
o cortejo mineralógico das espécies argilosas é homogéneo e formado por ilite, caulinite,
esmectite, clorite, vermiculite e interstratificados clorite-vermiculite, que demonstram a
forte alimentação pelo continente e de condições de sedimentação semelhante. A
glauconite encontra-se quase completamente ausente;
•
representa o limite dos acarreios continentais, estando este limite compreendido entre os
105 e 135m de profundidade correspondendo ao alinhamento de relevos da plataforma
externa.
Tabela II-2. Características principais dos depósitos silto-argilosos.
Profundidade
Fonte principal
Espessura
Idade
Massa
Superfície
Taxa
sedimentação
Douro
65-130m
Douro (Araújo et al., 1994; Drago, 1995)
2.6-4.4m (Drago, 1995)
≈ 2000 anos B.P. (?)
(aos 4.4m) (Drago, 1995)
<63µ -950x106 ton. (14% do material do
Douro) (Magalhães, 1999).
504 km2
0.16cm/ano (sul) (Carvalho & Ramos, 1989)
0.57cm/ano (centro) (Drago et al., 1994);
0.55cm/ano (norte)(Drago, 1995);
7
Minho-Galiza
65-130m (140m)
Rias Bajas (Arosa, Pontevedra, Vigo);
Minho (Rey, 1993)
1-14m (Lopez-Jamar et al., 1992)
1.5 m (Jouanneau et al, 2000)
2650±280 anos B.P. (80 cm) (Drago,
1995)
720 km2
0.1 cm/ano (Carvalho & Ramos, 1989)
0.08 (norte) (Jouanneau & Weber,
1999)
0.18/0.19 (em frente das rias de
Pontevedra e Vigo) (Jouanneau &
Weber, 1999)
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
O depósito silto-argiloso do Douro é limitado a ocidente por afloramentos rochosos do
Cretácico e Paleocénico com diminuta expressividade morfológica (5-30m de altura).
Pelo
contrário, o depósito da Galiza estende-se sobre uma superfície plana sem relevos; a
distribuição granulométrica mostra que o depósito do Douro é mais fino (Drago, 1995;
Jouanneau et al., 2000) e apresenta taxas de sedimentação superiores, nomeadamente na sua
zona central e norte (>0,55 cm/ano, Drago, 1995) .
Estes depósitos, formados por material de origem continental e com idades que variam entre
3000 e 1500 anos B.P., encontram-se provavelmente relacionados com a acumulação de
sedimentos posterior à estabilização do nível do mar, há cerca de 3000-6000 B.P. (Drago,
1995, Magalhães, 1999).
1.1.2 Areia (2mm-63µm)
As areias finas a muito finas dominam a sul do rio Minho, especialmente na plataforma interna
e média, representando, certamente, o tipo de material que actualmente é transportado pelos
rios para a plataforma. As areias médias, grosseiras e muito grosseiras que ocorrem na
plataforma externa e média, estão provavelmente relacionadas com paleo-litorais e/ou com
deltas de vazante dos rios que afluem à região (Dias, 1987, Magalhães, 1993).
A componente mais importante da areia é a terrígena (62% em média), constituída
essencialmente, por quartzo e micas (70% e 20%). A componente biogénica, principalmente
constituída por clastos de moluscos e carapaças de foraminíferos, só se torna dominante a
partir dos 100m de profundidade, constituindo cerca de 74% da amostra (Magalhães et al.,
1991).
As micas (moscovite e biotite) são abundantes na plataforma minhota, correspondendo em
média a 10% da componente terrígena da areia, valor este que pontualmente se eleva a 90%
(Magalhães, 1993). Esta abundância de micas encontra-se relacionada com o fornecimento
fluvial e com a presença, no continente, de afloramentos ricos nestes minerais (granitos antemesozóicos). Sendo boas indicadoras dos ambientes de deposição (Doyle et al., 1968, 1979;
Dias et al., 1984) e hidraulicamente equivalentes a partículas de dimensões bastante menores
(Doyle et al., 1983), estão associadas a locais onde a remobilização é fraca ou inexistente, ou
onde os processos de fornecimento, superam os de distribuição (Dias, 1987). Na cobertura
sedimentar minhota, as zonas mais ricas estão situadas a profundidades superiores a 70m
(depósitos silto-argiloso), e em pequenas áreas ligadas às desembocaduras dos rios Minho,
Lima e Ave (Magalhães & Dias, 1992, Magalhães et al., 1993).
8
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Segundo Cascalho (1999), na plataforma a norte do cabo Mondego a percentagem de minerais
pesados na amostra total varia entre 0 e 3,7%, na areia fina (0,250-0,125mm) e entre 0 a 9 %,
na areia muito fina. Os minerais pesados, embora sejam um componente menor da amostra
total, dão indicações sobre a origem dos materiais e os processos de dinâmica sedimentar.
Além disso, sofrem também processos de alteração e meteorização que dão origem a alguns
dos minerais das argilas usados neste trabalho como traçadores da dinâmica sedimentar. As
áreas com percentagens superiores de minerais pesados encontram-se na plataforma interna,
em locais próximos das desembocaduras dos rios, o que sugere fornecimento actual, e por
volta dos 100m de profundidade, de carácter possivelmente relíquia (Cascalho, 1999). Na
vertente continental portuguesa a quantidade significativa de biotite pode também ser
representativa de uma alimentação actual, embora actualmente a deposição ocorra
principalmente na plataforma média, a profundidades entre os 50 e 80m (Cascalho & Carvalho,
1993).
Cascalho & Carvalho (1993) identificaram mais de 16 espécies de minerais pesados nas
fracções granulométricas 2-3φ (0,250-0,125mm) e 3-4φ (0,125-0,063mm), sendo os de
densidade mais elevada, a granada, o rútilo, e o zircão, mais abundantes na classe mais fina
(3-4φ).
Na plataforma interna (10-50m) predominam os minerais pesados de densidade mais elevada.
A granada é particularmente abundante, tendo origem provável em rochas granatíferas,
presentes na plataforma interna, que constituem o prolongamento para NW das rochas
precâmbricas polimetamórficas (zona de Ossa-Morena), que afloram no litoral entre
Cortegaça e Espinho (Cascalho & Carvalho, 1993). A plataforma média é caracterizada por uma
diminuição da percentagem da maioria dos minerais pesados e pela elevada representatividade
da biotite (Cascalho & Carvalho, 1990).
As piroxenas (augite e hiperstena), a hornoblenda verde e a olivina, associadas normalmente a
rochas básicas e com resistência baixa à meteorização e transporte, são significativas a
profundidades superiores a 100m e a sul do canhão submarino do Porto. A não existência de
afloramentos destas rochas no continente emerso e a sua alta alterabilidade indiciam a
existência de massas vulcânicas, localizadas nas proximidades do canhão (Cascalho & Carvalho,
1993). A instalação de uma massa vulcânica máfica no seio de formações carbonatadas,
permitindo o processo de dolomi tização (dolomitos ricos em magnésio), explica a presença de
minerais máficos nos sedimentos, que podem ter origem no filão e/ou na rocha encaixante
(Rodrigues et al., 1995a).
9
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
A plataforma galega, tal como a minhota, é coberta na sua grande maioria por depósitos
arenosos onde a componente terrígena é, igualmente, mais importante que a biogénica. O
aspecto de maior realce nesta plataforma, é a presença de uma banda de fácies fina (areias
siltosas), com orientação norte-sul, paralela à costa, e limitada a oriente por afloramentos
rochosos.
A granulometria mostra uma tendência geral de diminuição do diâmetro médio da partícula no
sentido norte-sul. Do litoral para zonas mais profundas pode-se observar a seguinte sequência:
areias médias e cascalho na plataforma interna, lodos e areias muito finas (0,25mm) na
plataforma média e areias médias, e areias finas a médias na plataforma externa. De um modo
geral, a fracção arenosa aumenta a partir dos 150m de profundidade, diminuindo a fracção
fina (Rey Salgado, 1993).
1.1.3 Cascalhos (fracção >2mm)
Esta fracção de sedimento é pouco abundante na plataforma norte, estando provavelmente
relacionada com paleo-desembocaduras dos rios e com paleo-litorais (Dias & Nittrouer, 1984;
Magalhães, 1993). Ocorre segundo duas bandas subparalelas à costa, uma localizada na
plataforma média, a profundidades de 40 a 60m na qual corresponde, por vezes, a mais de
80% da totalidade da amostra, e outra na plataforma externa a profundidades de 100m a
140m, raramente atingindo os 20% da amostra. Na vertente continental pode ainda aparecer
em quantidades significativas (5 a 25%).
A componente terrígena desta fracção é predominantemente constituída por quartzo,
quartzitos, litoclastos de gneisse e granitos e, por vezes, fragmentos de calcário provenientes
dos afloramentos rochosos (Beirais de Viana e de Caminha). Os elementos biogénicos mais
comuns são os fragmentos de conchas de moluscos corroídos e perfurados (Magalhães, 1993).
Na plataforma galega, os cascalhos são pouco importantes e apresentam composição
predominantemente
carbonatada
(às vezes 100% da amostra) e biogénica (Rey Salgado,
1993). Geralmente estão associados aos afloramentos rochosos (25-125m de profundidade) e
na plataforma interna ocupam pequenas depressões e canais.
10
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
2. Vertente continental
A vertente continental tem cerca de 60km de largura, mais estreita que a média mundial, mas
igualmente profunda apresentando, portanto, declive mais pronunciado, cerca de 100m/km
(Regnauld, 1987). Caracterizada por um traçado irregular, com entalhes (canhões) e
depressões, possui montanhas marginais. Na margem setentrional norte portuguesa, onde a
vertente é mais extensa, destacam-se o banco da Galiza e as montanhas de Vigo, de Vasco da
Gama e do Porto (Fig-II.1). Estes relevos separam a vertente galega e a do Minho da planície
abissal. Foram levantados por movimentos pirenaicos terciários sendo maioritariamente
formados por rochas clásticas do Mesozóico (Mougenot, 1989). Encontram-se cobertos por
sedimentos pelágicos finos (argilas e argilitos), havendo locais onde o soco calcário aflora.
Com uma estrutura em patamares, a acção das correntes submarinas paralelas à costa (por ex.
contra corrente da vertente) modelam os sedimentos das séries progradantes neogénicas que
fossilizam a escadaria de escarpas de falha normais (Regnauld, 1987).
11
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
3. Enquadramento climático
A costa ocidental portuguesa está sujeita a condições meteorológicas particulares, dominadas
pelo anticiclone dos Açores e pelo núcleo de baixas pressões da Islândia (Fiúza et al., 1982).
Em consequência, o seu clima é fortemente afectado pelas deslocações em latitude destas
duas massas de ar, produzindo tempo seco e estável no Verão e chuvoso e instável no Inverno.
Tendo como base os dados de Pires (1985) e Ribeiro et al., (1988), foram considerados 6 tipos
de situações meteorológicas diferentes, três tipos anticiclónicos e três ciclónicos,
apresentados em síntese na tabela ll-3.
Tabela ll-3. Situações meteorológicas na Península Ibérica (adapt. de Ribeiro, et al., 1988 e Pires, 1985).
Caract.
Antic. dos
Açores a W
de Portugal.
Tempo seco
e ventos de
N e NW
Frequência
Activo
durante
todo o ano,
mais
frequente
de Verão.
Ondas
largas
N e NW
Efeito
Tempo anticiclónico
Crista antic. a
Antic.
N da Penin.
térmico sobre
Ibérica.
a Penin.
Tempo seco,
Ibérica.
vento fraco
Vento fraco,
de NE, E ou
frio, variável
SE
Fim do Verão, Verão,
Primavera
Primavera
Mar regular,
ondas 1.5-2m
(14s)
Mar instável,
fraco
Depressão a
N da Penin.
Ibérica.
Chuva fraca
e vento
forte
Outono e
princípio do
Inverno
Mar agitado
Tempo ciclónico
Depressão à
Circulação Oestelatitude da
Este (frente
Penin.Ibérica ou polar a latitudes
a Sul. Chuva e
baixas).
vento forte de
Temporal. Vento
SSE-NE,
forte SW.
trovoadas
Inverno,
Inverno
Primavera
Mar forte (34m) a muito
forte (7m)
Ondas fortes a
muito fortes de
W (8m, 16s)
O vento é o factor climático preponderante para a dinâmica oceânica e costeira (ondas e
correntes). Assim, tanto as variações diurnas como sazonais têm repercussões importantes
nas condições de agitação. Por exemplo, no Verão, quando se estabelece o regime de “nortada”,
a agitação marítima sofre uma variação periódica diurna com maiores alturas e períodos para o
fim da tarde, decrescendo depois até ao principio da manhã (Pires, 1985).
Da mesma forma que as variações diurnas do vento são importantes, as variações sazonais na
frequência e na força dos diferentes tipos de vento são essenciais para compreender como a
circulação induzida pelo vento vai intervir, e mesmo momentaneamente controlar, a dispersão
das águas estuarinas na plataforma continental norte Portuguesa. A fig. II-2 representa a
frequência sazonal dos ventos, obtida a partir de dados observacionais recolhidos pelo
Instituto de Meteorologia (1990). Os diagramas incluídos nesta figura correspondem às
situações de Inverno e Verão, nas estações meteorológicas de Viana do Castelo e Porto Pedras Rubras.
12
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Frequência sazonal (%)
Viana do Castelo (1970/80)
Inv (Out-Abr.)
Ver.(Mai-Set.)
Frequência sazonal (%)
Porto-P. Rubras (1956/80)
N
N
30
NW
30
NE
20
NW
10
W
NE
20
10
0
E
W
0
E
C=7.7
SW
C=7.4
SE
SW
SE
S
S
Figura II-2. Variação sazonal da direcção do vento (I.N.M.G., 1990). C= calmas.
É possível ver que dois sectores predominam ao longo do ano: o sector NW-W e o NE-E, o
sector SW é mais importante na estação de V. do Castelo. Os ventos mais fortes sopram do
sector S e SW, sendo os ventos de SE os menos frequentes. No Inverno os ventos de Este e
N são os mais frequentes, enquanto que no Verão os ventos de N e NW aumentam a sua
importância, com o estabelecimento das "nortadas" (fig.II-3).
Na costa ocidental norte, os ventos com intensidade superior a 35 km/h são pouco frequentes
(2-3.5%), aumentando de importância na costa sul (5-6%). Ocorrem sobretudo de Outubro a
Maio, embora os ventos mais fortes (50 e 74 km/h) apresentem frequências maiores em
Fevereiro e Dezembro (Carvalho et al., 1991).
Viana do Castelo (1970/80)
Ver.
10
5
0
N
NE
E
SE
S
SW
W
30
25
Inv.
25
20
20
15
Ver.
15
10
10
5
5
0
NW
0
N
Direcção do vento
Vel. média (km/h)
15
14
12
10
8
6
4
2
0
Frequência (%)
Inv.
Vel. média (km/h)
Frequência (%)
20
Porto-P. Rubras (1956/80)
NE
E
SE
S
SW
W
NW
Direcção do vento
Figura II-3. Distribuição sazonal (Verão/Inverno) das direcções do vento, sua frequências (%) e
velocidades médias para as estações de Viana do Castelo e Pedras Rubras (I.N.M.G., 1990). As barras
brancas representam a frequência do vento (%) no Inverno e as cinzentas no Verão.
A precipitação
tem origem em massas de ar húmido provenientes do Atlântico Norte, na
dependência da passagem de sistemas frontais e de depressões. Desta forma, a chuva é mais
frequente de Inverno (Novembro a Março), com forte variação interanual de quantidade e de
ritmo enquanto que no Verão (Julho e Agosto) a precipitação é fraca e pouco frequente. As
13
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
estações de Viana do Castelo e Porto, representativas da região norte, mostram o valor de
precipitação médio máximo no mês de Dezembro e o valor mínimo no mês de Julho (fig.II.4).
Segundo os dados do INAG, na estação de Viana do Castelo e referentes ao período de 19371985, a altura média anual de precipitação oscilou entre 851mm em 1964-65 e 2512mm em
1953-54; para a estação do Porto (serra de Pilar) e durante o período de 1950-1985, a altura
média anual de precipitação oscilou entre 624mm em 1952-53 e 1944mm em 1976-77. As
bacias hidrográficas do noroeste recebem em média anual cerca de 2000mm enquanto que as
do Sul interior recolhem menos de 700mm de precipitação (Ribeiro et al., 1988).
250
mm
200
150
100
50
Set
Ago
Jul
Jun
Mai
Abr
Mar
Fev
Jan
Dez
Nov
Out
0
V.Castelo (1950-1985)
Porto (1950-1985)
Figura II-4. Precipitação média mensal registada ao longo de 35 anos (Viana do Castelo e Porto- Serra
Pilar). Dados compilados pela Direcção Geral dos Recursos e Aproveitamentos Hidráulicos (actual INAG).
Na região do Alto Minho, a temperatura média diária anual do ar é inferior a 12.5ºC e na faixa
litoral é inferior a 15ºC (Atlas do Ambiente). O mês mais quente é o de Agosto (valor médio de
22.5ºC) e o mês mais frio o de Janeiro (valor médio de 10.8ºC).
A região em estudo encontra-se incluída na Província Atlântica do Norte, que abrange a região
litoral, desde o rio Minho até perto do Mondego (Ribeiro et al., 1988). Sucintamente as suas
características climáticas são: Verão fresco com temperatura média de 20ºC e Inverno suave,
com temperatura superior a 8ºC em Janeiro; precipitação superior a 1000mm, com dois meses
secos (Julho e Agosto, com menos de 30mm); nevoeiros e trovoadas frequentes e ar húmido
todo o ano.
14
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
4. Características das águas da plataforma e vertente continental
4.1 Regime de agitação marítima (norte do cabo Raso)
A plataforma continental ocidental Portuguesa, pela sua localização geográfica, está
directamente exposta à ondulação gerada no Atlântico Norte, apresentando, por isso, ondas
com alturas e períodos superiores aos esperados se apenas fosse considerada a acção dos
ventos locais. É um meio altamente energético, caracterizado por uma amplitude média da
onda de 2.2m (Figueira da Foz). Durante a maior parte do ano (50%), a altura da onda varia
entre 1-3m, com direcção NW e períodos predominantemente compreendidos entre 9-13s.
Ondas com alturas superiores a 4-5m ocorrem em apenas 5% do ano, com direcção
predominante NW e W e períodos superiores a 13s (Pires, 1985; PO-WAVES, 1994).
Tento em conta as condições meteorológicas que geraram as ondas e as características da
própria onda gerada, Pires (1985) agrupou as condições de agitação marítima em 5 tipos
diferentes (Tabela II.4).
Tabela II.4 – Condições de agitação marítima características da costa ocidental (adapt. de Pires 1985;
PO-WAVES, 1994).
Condições de
agitação
Mar de
Noroeste
Mar de
Sudoeste
Temporal
Oeste
Mar de fora
Mar banzeiro
Período
Inverno
Verão
Inverno
Verão
Inverno
Ver./Inv.
Ver./Inv.
Direcção da
onda
NW
NW
SW
SW
W
(vaga SW)
NW-W
NW-WNW
Altura da
onda (m)
2.5
1-1.5
3-4
3
8
Período da
onda (s)
9
7-8
9-10
% Ocorrência
16
Direcção do
vento
N-NW
N
S-SW
S-SW
SW
1.5-2
0.5
14
-
Este
Este
16
4
75
4
1
Os estudos do projecto PO-WAVES (1994) e de Pita & Santos (1989), realizados na costa
ocidental, permitem distinguir duas épocas características, ao longo de um ano (fig.ll.5 e fig.
ll.6):
•
Verão (Maio a Setembro), durante o qual a onda tem altura significativa média inferior a
2m e com períodos curtos (6-7s);
•
Inverno (Outubro a Abril), com uma maioria de ondas com altura significativa média
superior a 2m e períodos longos (>7s). Durante os meses de Dezembro e Abril registaramse ondas com altura significativa (H0 ) máxima superior a 7.5m (T0 ≥ 12s).
15
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
A
B
80
8
HM0m
6
TO2m
Verão
60
40
Inverno
4
20
Global
2
0
%obs.
HM0(m)/T02(s)
10
N
0
Verão
Inverno
E
SE
SW
W
NW
Direcções
Global
Figura II-5. A. Altura significativa e período da onda médios para épocas diferenciadas (Verão/Inverno)
e no global na Figueira da Foz; B. Distribuição sazonal de direcção da onda (PO-WAVE, 1994).
Em ambos os períodos é evidente a predominância das ondas do sector NW (fig. II.5b). As
ondas desta direcção têm fundamentalmente duas origens (Pires, 1985): vaga, originada por
Figueira da Foz (TO)
16
14
12
Max.
TO
10
8
Média
6
4
Dez.
Out.
Set.
Ago.
Jul.
Jun.
Mai.
Abr.
Mar.
Fev.
Jan.
0
Nov.
Min
2
Mês
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Max.
Média
Dez.
Nov.
Out.
Set.
Ago.
Jul.
Jun.
Mai.
Abr.
Mar.
Fev.
Min..
Jan.
H0
Figueira da Foz (H0)
Mês
Figura II-6. Informação mensal da altura da onda significativa (H0) e períodos (T0 ) para a bóia ondógrafa
da Figueira da Foz (Set.1986-Jul.1993) (retirado de PO-WAVES, 1994).
16
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
ventos com orientação de N e NW associados à circulação atmosférica ou devidos ao
diferencial térmico entre o mar e o continente; ondulação de NW originada a latitudes
elevadas, no Atlântico Norte, neste caso com período superior. A ondulação de W e SW
(temporal de oeste) é menos frequente, mas forma-se predominantemente durante o Inverno
devido à aproximação de sistemas frontais de W (Pires, 1985).
Na costa W, considera-se temporal quando a altura significativa da onda é superior a 4m
(Pires & Pessanha, 1986). Ondas com alturas superiores a 4m e períodos longos (>8s)
correspondem a 5.6% do total anual de ocorrências, podendo ser consideradas frequentes
(Pires, 1985). Tempestades extremas, com altura significativa acima de 6m e períodos médios
excedendo os 15s, foram observadas 3 a 9 vezes por ano, correspondendo a um período de 2 a
13 dias (Vitorino et al., 2000). Segundo Pita & Santos (1989), ocorreram 97 temporais entre
1956 e 1988, o que corresponde a uma média de 3 temporais por ano.
As alturas máximas para as ondas anuais, decenárias e centenárias são respectivamente de 1319m, 16-23m e 17-25m (PO-WAVE, 1994).
4.1.1. Acção da onda
A principal acção da onda nos sedimentos de fundo é provocar a sua remobilização. Uma vez
ultrapassado o limiar de entrada em movimento, as partículas começam a deslocar-se sobre o
fundo quando na presença de uma corrente sobrejacente, dando início ao transporte
sedimentar e à geração de formas de fundo.
A plataforma interna (<30m) é influenciada pela ondulação a maior parte do ano (períodos
entre 9-11s), enquanto que a plataforma externa só o é, ocasionalmente, com ondas de grande
período (t=15s) (Dias, 1987; Taborda, 1993).
A acção da onda no transporte dos sedimentos da plataforma entre o Cabo Mondego e Espinho
foi estudada por Taborda (1993,1999), tendo este autor concluído que:
•
na zona de rebentação, o transporte da areia pela onda é permanente. As condições de
agitação moderada (ondas de 2.5 a 3.5m) são as que mais contribuem para o transporte
total. Os episódios mais energéticos (onda superior a 4.5m) têm importância reduzida
(≈20%);
•
entre a costa e os 30m, profundidades em que domina a areia fina, a energia é ainda
elevada, sendo os depósitos sedimentares remobilizados durante grande parte do ano
(40%). O transporte efectua-se provavelmente sob condições de energia moderada a alta;
17
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
•
entre os 30 e 80m (depósitos de areia grosseira cascalhenta e cascalho arenoso) os
sedimentos são apenas remobilizados em ocasião de temporal.
Para a plataforma entre Viana do Castelo e Espinho e tendo em conta o tipo de agitação o
referido autor concluiu que:
•
as ondas mais frequentes
(H=2m e T= 10s),
remobilizam as areias mais finas até
profundidades dos 50-60m ;
•
as ondas de tempestade mais comuns (H=4m, T=15s), remobilização das fracções mais
finas das areias até ao bordo da plataforma e das classes mais grosseiras até aos 60m de
profundidade;
•
as ondas de tempestade excepcional (H=9m, T=17s) são capazes de remobilizar os
sedimentos de toda a plataforma, com excepção das fracções mais grosseiras dos
depósitos cascalhentos da plataforma média.
4.2. Condições hidrológicas do Atlântico Norte
Individualizam-se quatro massas de água oceânica à latitude da Península Ibérica (Tchernia,
1978; Harvey, 1982; Fiúza, 1984 e Pickard & Emery, 1990):
•
A Água Central Norte Atlântica (ACNA), que ocupa os primeiros 1000m de uma bacia cujo
fundo se localiza por volta dos 5000-6000m. Caracteriza-se por valores de salinidade e
temperatura elevados. É formada no Atlântico NE por convecção invernal profunda
(Harvey, 1982), sendo representada pelo ramo descendente da Corrente do Golfo. A
ACNA apresenta baixa concentração de partículas, típica de águas limpas (∼8-15µg/l),
embora se observem camadas intermédias de turbidez mais elevada (Hall et al., 2000).
•
A
Água
Mediterrânea
(AM)
caracteriza-se
por
forte
salinidade,
temperatura
relativamente elevada e baixo conteúdo em oxigénio. Ao longo da margem continental
Ibérica ocorre como uma série de camadas de mistura, cuja salinidade mais elevada se
encontra entre os 600 e os 1500m, em águas com temperaturas entre 7 e 10ºC. Na
margem Ibérica Norte, o sinal de turbidez é baixo, parecendo não se registar os valores
observados nas imediações do estreito de Gibraltar (Thorp, 1972).
•
Água Profunda do Atlântico Norte (APAN), que se desenvolve abaixo dos 1500m, com uma
provável componente diluída a níveis intermédios da Água do Mar do Labrador (1800 e os
3000m). Corresponde a uma massa de água bem oxigenada, com temperatura sempre
inferior a 4ºC (T=2.5ºC e S=35.03) (Worthington, 1976; Pickard & Emery, 1990).
•
Água do Fundo Antárctida (AFA), com reduzida salinidade e temperatura (Stow, 1982).
18
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Ao nível da margem continental noroeste Ibérica, área hidrodinâmicamente muito activa,
convergem e interactuam principalmente as massas de água ACNA e AM, com características
distintas de temperatura, salinidade, oxigénio dissolvido e carga em suspensão.
A circulação das massas de água superficiais para o Oceano Atlântico NE encontra-se
representada na fig. II-7.
Figura II-7. Mapa da circulação superficial das massas de água, para o Oceano Atlântico NE (adaptado
de Broerse, 2000). Área de estudo representada pelo rectângulo a negro.
Fiúza (1984) considera que a ACNA, no sector em estudo, compreende duas componentes
principais, com origens distintas, que se subdividem a latitudes da ordem dos 40ºN; uma de
origem subpolar setentrional, formada por convecção invernal profunda a Norte e NW da
Península Ibérica; e uma segunda, meridional, de origem subtropical, que diminui a sua
influência para Norte, ao longo da Margem Continental Africana e Ibérica. Caracterizam-se
por valores de temperatura e salinidade da ordem dos 8 a 18ºC e 32.2 a 36.7,
respectivamente, deslocando-se a profundidades médias entre os 100 e os 850m (Saunders,
1982), embora Fiúza (1984) apenas considere a sua influência até profundidades da ordem dos
500m, sob a camada superficial com fortes variações sazonais.
A plataforma continental está geralmente ocupada por uma fina camada superficial (≈200m de
espessura),
sujeita
ao
ritmo
de
escoamento
19
fluvial
e
ao
sistema
de
interacção
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
atmosfera/hidrosfera,
variável
conforme
a
estação
do
ano.
É
dentro
dela
que,
fundamentalmente, se processam os movimentos verticais de upwelling e downwelling.
4.3.A circulação na plataforma e vertente continental
Na plataforma, a circulação induzida pelos ventos é extremamente importante, podendo
influenciar toda a coluna de água, como foi demonstrado por vários autores (Fiúza, 1982a,b;
Vitorino 1989, 2000; Silva, 1992).
4.3.1. Padrão de circulação de Inverno
O padrão de circulação no Inverno é muito menos conhecido que o do Verão. Durante o Inverno
e Outono, as águas da plataforma, de modo geral, deslocam-se para norte. À superfície, o
fluxo para norte, devido à acção de gradientes de densidade e dos ventos de S-SW, é
comprovado pelo deslocamento das
plumas dos rios nesse sentido (Roteiro da costa
Portuguesa, Drago et al., 1998). Contudo, no litoral devido essencialmente à acção da agitação
de W, há um escoamento predominante para sul, junto ao fundo (deriva litoral).
Na margem NW Ibérica as observações correntométricas disponíveis concentram-se
essencialmente na vertente continental superior, onde se estabelece uma corrente geral para
o pólo (Frouin et al., 1990; Haynes & Barton, 1990), atingindo neste período os níveis mais
superficiais (Vitorino, 1989). Esta corrente, mais quente (T=18º-19ºC, cerca de 1-3ºC mais
elevadas que as águas circundantes) e salina (S=36.0 a 50m e cerca de 0.2 PSU (Practical
Salinity Unit) superior às águas oceânicas envolventes), identificada pela primeira vez por
Frouin et. al., (1990), flui ao longo do vertente e bordo da plataforma continental W
Portuguesa, N e NW de Espanha e SW de França. Este fluxo para Norte incorpora Água
Central do Atlântico Sul, modificada devido à interacção com outras massas de água, desde a
Contracorrente Norte-Equatorial (Barton, 1995). O sector mais profundo deste fluxo
incorpora e interage com a Água Mediterrânea Intermédia, circulante entre os 600 e 1500m
de profundidade (Daniault, et al., 1994).
Utilizando as trajectórias de bóias derivantes Argos que permitem obter a circulação residual
da superfície das águas oceânicas, o projecto
MORENA (Multidisciplinary Oceanographic
Research of the Eastern North Atlantic) identificou claramente na vertente continental, um
fluxo meandriforme para norte, com largura de 40-50km (fig.II-8A e B). Esta contracorrente
quente, particularmente bem representada a norte de 40ºN, nos meses de Novembro e
Dezembro (1993), apresenta velocidade de deslocação média de 13,5±5,7cm/s e temperaturas
20
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
de 15±0,6ºC, podendo atingir velocidades médias diárias de 33,4cm/s e 40,2 cm/s, na parte
norte da Península Ibérica (Martins, 1996).
As bóias lançadas mais ao largo deslocaram-se para sul (fig.II-8 A e B), provavelmente
associadas ao fluxo equatorial semi-permanente do ramo externo da corrente de Portugal
(Martins, 1996). Este comportamento veio confirmar as observações feitas anteriormente por
Haynes & Barton (1990), com 4 bóias lançadas a NW da Ibéria, e Frouin et al. (1990).
A
B
Fig.II-8.A -Trajectória de 16 bóias derivantes WOCE/TOGA (com transmissão via satélite), ao largo da
costa NW de Portugal. Estas bóias, colocadas pelo projecto MORENA, no período entre Junho de 1993 e
Outubro de 1994 (11 foram colocadas entre Novembro e Maio de 1994) mostram a trajectória da contracorrente quente, mais evidente, a norte do paralelo 40ºN. B – Velocidade superficial média das bóias
(setas), calculada para uma caixa com área de 2º latitude × 1º longitude. Na área em estudo a velocidade
superficial variou entre 2.3 e 33.4 cm/s (retirado de Martins, 1996).
No Outono, as águas oceânicas quentes estendem-se para a plataforma, confinando as plumas
dos rios à plataforma interna (Haynes & Barton, 1990). No Inverno, em resultado da perda de
calor por insolação e forte mistura associada com os temporais, as águas da plataforma
tornam-se homogéneas e a termoclina/picnoclina encontra-se 80-100m de profundidade,
interceptando a plataforma externa (Fraga, 1981; Silva, 1993; Fiuza et al., 1998). Neste
21
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
período, a única fonte de estratificação é proporcionada pelos rios, sobretudo o rio Douro e
Minho (Vitorino, 1989, Silva, 1992).
As trocas entre o regime de plataforma e o regime oceânico encontram-se inibidas pela
presença de uma zona frontal que coincide com a fronteira interna da corrente de vertente. A
frente meandriza ao longo da vertente continental e estende-se até aos 500m de
profundidade, separando as águas mais quentes e salinas da corrente de vertente das águas
mais frias e menos salinas da plataforma (Hagen et al., 1993; Silva, 1992; Fiúza et al., 1998).
A ocorrência de eventos de upwelling no regime de Inverno foi referenciado por alguns
autores. Silva (1993) descreve um forte período de upwelling que ocorreu em Dezembro de
1988. As condições anteriores a este evento eram típicas de Inverno, com a plataforma
homogeneizada. Ao contrário do que se observa no Verão, a água que aflora durante estes
eventos localiza-se na plataforma nos níveis mais superficiais da picnoclina. Estas águas são
transportadas para a plataforma interna dentro da camada limite de fundo, por fluxo
compensatório dirigido para terra. Desta forma, estas águas têm um papel importante na
promoção da re-estratificação da plataforma (Silva, 1993). Vitorino et al. (2001) observou
vários períodos de upwelling nos Invernos de 1996 (fig. II-10) e de 1998, que forçaram na
plataforma média um forte fluxo equatorial (30 cm/s).
Downwelling
O regime de Inverno na margem continental NW Portuguesa é caracterizada por ventos
variáveis, com períodos frequentes de ventos do quadrante sul (Fiúza et al., 1982) associados
a temporais. Sob estas condições ocorrem períodos de downwelling, com a presença na
plataforma de um fluxo associado para norte (Vitorino & Coelho 1998; Vitorino et al., 2000).
Nessas situações, o empilhamento de água junto à costa (fig.II-9a) origina a formação de um
fluxo descendente, com uma corrente junto ao fundo dirigida para o largo (fig.II-9b). Este
padrão de circulação favorece a expansão das águas oceânicas quentes sobre a plataforma e o
restabelecimento da estratificação térmica (Vitorino & Coelho, 1998).
Na plataforma média (86m), medições de correntes durante o Inverno de 1996/97 (fig.II-10),
revelam em condições de downwelling (ventos fortes de S-SW) com fluxo para os pólos,
velocidades de correntes que frequentemente excedem os 20 cm/s (Vitorino et al., 2001).
22
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
(a)
(b)
Fig.II-9. Evolução de uma corrente geostrófica na plataforma continental, em resultado de um gradiente
de pressão produzido na costa (a) Corte na plataforma continental, que mostra a superfície de inclinação
das isobáricas e o declive da superfície da água. (b) Visão tridimensional do downwelling, com as
diferentes orientações do stress do vento, corrente de Eckman de superfície, corrente de fundo e
corrente geostrófica central (in Allen, 1997).
N
a)
a) Diagrama da
velocidade do vento
S
b)
b) Nível do mar em
Viana do Castelo
c)
c) Temperatura
downwelling
d)
upwelling
d) Diagrama das
correntes de baixa
frequência (período
acima de 2 dias)
verificadas aos 29m,
53m, 76m e 82m de
profundidade
e) Série temporal da
velocidade de corte
da onda, estimada a
partir de uma bóia
ondógrafa
e)
Figura II-10. Observações realizadas no Inverno (Novembro 96-Janeiro97) (Vitorino et al., 2001).
23
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
4.3.2.Padrão de circulação de verão:
Na plataforma continental, no Verão e Primavera foi assinalada à superfície uma corrente
geral para sul, mas no bordo da plataforma e em profundidade continua a existir a
contracorrente quente para norte. Esta corrente subsuperficial que se desloca sobre a Água
do Mediterrâneo tem um papel importante nas áreas de influência do upwelling (referido no
ponto seguinte). Verificou-se que funciona como uma corrente de contorno, sendo
intensificada no final da estação de afloramento, deslocando-se o seu núcleo para um nível
mais superficial (Vitorino, 1989).
Upwelling
O upwelling é um dos principais processos que determinam as características oceanográficas
das águas costeiras em Portugal (Fiúza et al., 1982), sobretudo entre Maio e Outubro,
podendo também ocorrer, embora menos intenso, em Dezembro e Janeiro. A sua formação é
induzida por ventos locais persistentes de norte e noroeste, trazendo para a superfície águas
oriundas dos 120-150m de profundidade (Fiúza, 1982; Fraga, 1989; Vitorino, 1989)
correspondentes ao ramo subtropical da Água Central Nordeste Atlântica
(Fiúza, 1982) e
portanto mais frias e ricas em sais nutritivos. Caracteriza-se por um escoamento equatorial
ao longo de toda a coluna de água, observando-se nos primeiros 30m um escoamento para o
largo, compensado por um fluxo de sentido contrário (para terra) a níveis inferiores, mais
intenso perto do fundo (fig.II-11a e b).
Durante a primeira fase da estação de upwelling (Maio-Junho), em resposta a ventos de NNW, forma-se uma banda uniforme de águas frias ao longo da costa que se estende 30-50 km
para o largo (Fiúza, 1983). Ao longo desta região, observam-se pequenos filamentos com cerca
de 20-30 km de extensão (Haynes et al., 1993). Nesta fase, a subida das isopícnicas encontrase confinada à região da plataforma interna e aos primeiros 20-30m da coluna de água, sendo
destruída pelo enfraquecimento ou inversão dos ventos locais (Silva, 1992). Quando as
condições de upwelling estão completamente desenvolvidas, as isopícnicas acima da plataforma
e vertente continental superior sobem desde os 200m de
profundidade até à superfície
(Silva, 1992). Embora aos níveis superficiais (20-30m) a inclinação das isopícnicas possa sofrer
modificações rápidas em resposta aos ventos, abaixo deste nível permanece inalterada até ao
fim da estação de upwelling (Setembro-Outubro).
24
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
(a)
(b)
Fig.II-11. Upwelling forçado pelo efeito de Ekman, no hemisfério norte (lado leste do oceano), com
direcção predominante do vento paralelo à costa. (a) O transporte de Ekman total leva a água para o
largo, causando afloramento e um abaixamento da superfície da água, em direcção à costa. (b) A subida
de águas frias, mais densas provoca um campo baroclínico, tendo como resultado um escoamento
geostrófico para sul, ao nível superficial (para fora da página), um nível onde não há movimento
(velocidade geostrófica de zero) e uma contracorrente profunda, para norte (para dentro da página). A
corrente superficial resultante continua a favorecer o upwelling (in Allen, 1997).
Este processo, associado a uma elevada produtividade biológica, é observado em dias de vento
forte até distâncias da ordem de 200km da costa (Fiúza, 1984). Imagens de satélite da
Margem Ibérica mostram zonas de água aflorada que se estende para o largo em filamentos,
associados com a morfologia da costa (cabos). Estes filamentos aumentam as trocas
plataforma-oceano na medida em que prolongam a interface entre diferentes tipos de massas
de água (Huthnance, 1991, 1995). O afloramento costeiro estival e os filamentos associados
tendem a aparecer todos os anos nos mesmos locais (Haynes et. al., 1993). O filamento mais a
norte desenvolve-se na região do cabo da Finisterra, um segundo ocorre próximo de 41.8ºN
aparecendo mais 4 a sul, separados por uma distância aproximada de 200 km (Haynes et. al.,
1993). Durante o Inverno os filamentos são escassos e pouco significativos.
25
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Na plataforma norte Portuguesa as medições de correntes são escassas. Na plataforma média
(105m) ao largo de Aveiro, Hagen et al., (1993) observaram, entre Março e Abril de 1991, um
fluxo médio barotrópico para sul, de cerca de 2cm/s. Mais a norte (41º28’N), também na
plataforma média (100m), mas em Setembro de 1986, Haynes & Barton (1990) referem um
fluxo equatorial médio (≈20 cm/s) aos 30m de profundidade e por baixo um fluxo fraco para o
pólo (1 cm/s). Na vertente superior, a 200m de profundidade, foi observado um fluxo médio
para o pólo, com correntes máximas de 20 cm/s (Haynes & Barton, 1990).
Vitorino (1989) e Silva (1992) exploraram as medições de correntes obtidas por três
amarrações de correntómetros ao longo de uma secção (41º 05’N), no período de Maio a
Outubro de 1987, observando que:
•
Durante as condições de afloramento as correntes médias sobre a plataforma são fracas
(Tabela II-5). O fluxo residual é essencialmente caracterizado por grande variabilidade
diária (5-15 dias), associada a períodos de intensificação ou relaxação dos ventos de N e
NW. A componente longilitoral caracteriza-se por valores muito baixos e variáveis com
escoamento para sul à superfície, e a transversal por um escoamento dirigido para a costa
no nível mais superficial (36 e 42m) e um escoamento muito fraco nos níveis inferiores que
poderá traduzir uma importância crescente do atrito de fundo (Tabela II-5). Durante o
período de ventos fortes de upwelling foi observada na plataforma média (100m) uma
corrente média barotrópica equatorial (~3 cm/s).
•
Pelo contrário, na vertente superior, a persistência do upwelling, constrói à superfície uma
corrente média baroclínica (120-170m de espessura), com fluxo equatorial (3-5 cm/s),
estando a contracorrente para norte estabelecida a níveis inferiores (5-8 cm/s). Com a
transição para ventos de sul (Outubro), o fluxo equatorial à superfície enfraquece e a
corrente para o polo da vertente torna-se mais superficial (~12cm/s a 170m) e ocupa toda
a coluna de água, chegando a atingir a plataforma média (~5cm/s) (Vitorino, 1989).
•
No nível mais superficial (20-30m), o upwelling favorece a expansão até ao bordo da
plataforma de águas menos salinas (provenientes dos rios).
26
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Tabela II-5. Valores médios mensais da componentes residual da corrente, medidas durante o verão e
outono de 1987 (adaptado de Vitorino, 1999). Valores positivos indicam escoamento para norte e este e
negativos escoamento par sul e oeste.
Plataforma
(39m) A
interna
Plataforma
média (103m)
B
Vertente
superior (302m)
C
Localização
Prof.
(m)
41º04.2'N
08º48.4'W
36
41º05.3'N
09º03.5'W
46
73
100
38
119
171
282
41º 05.9'N
09º20.2'W
11/5
15/6
15/6
15/7
0.7
0.51
1.05
0.32
-0.18
0.63
0.62
1.68
-1.70
2.16
0.60
-0.05
-0.68
0.58
2.00
-0.27
E-W
u (cm/s)
15/7
15/8
15/8
15/9
0.60
0.34
0.04
1.24
2.46
3.54
-1.29
0.62
-0.11
-0.16
2.05
3.04
4.77
0.83
15/9
14/10
2.54
0.14
-0.63
1.80
4.46
6.13
0.68
11/5
15/6
15/6
15/7
-2.22
-1.91
-3.12
-2.93
-2.48
-3.04
-0.33
1.02
3.82
-0.19
0.83
0.56
-4.67
-1.10
1.85
5.90
N-S
v (cm/s)
15/7
15/8
15/8
15/9
0.97
1.58
0.06
-1.02
2.31
4.03
5.71
15/9
14/10
0.39
1.12
-0.25
-1.38
3.30
6.20
8.37
4.3.3. Corrente de Maré
A plataforma continental minhota está sujeita a um regime de marés semi-diurno de amplitude
meso a macrotidal (3.5 a 4m). O efeito da corrente de maré como agente dinâmico é pouco
conhecido, existindo poucas medições e geralmente muito pontuais.
O seu efeito é mais evidente junto à desembocadura dos rios, tendo sido registados valores
extremos de 67-78 cm/s (Ribeiro et al., 1988).
Vitorino & Coelho (1998) descrevem sucintamente as características da maré na plataforma
estudada:
•
No verão (1987), os movimentos devido à maré são responsáveis por parte significativa
das variações nas correntes tanto na plataforma como no bordo. A contribuição dominante
vem da componente lunar, M2 (12h25m), com uma segunda contribuição da componente
solar, S2 (12h). Junto ao bordo da plataforma, as elipses de maré (fig.II-12), estão
polarizadas segundo a direcção da topografia local, excepto na proximidade do fundo onde
a variabilidade da corrente é bastante isotrópica. Sobre a plataforma, pelo contrário, a
maré exibe uma estrutura barotrópica (a densidade da água só depende da profundidade).
Na plataforma média (103m), a elipse de maré encontra-se polarizada segundo a direcção
da
linha
de
ruptura
do
bordo
e,
na
plataforma
interna
(39m),
dispõe-se
perpendicularmente à isóbata local. Em ambos os casos a maré origina importantes
movimentos transversais. Na fig. II-12, é visível uma diminuição da intensidade da
corrente de maré do bordo para a plataforma interna (o eixo máximo da elipse passa de
mais de 15 cm/s para menos de 9 cm/s).
27
5.01
5.39
1.70
2.22
7.97
10.93
8.34
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Fig.II-12. Elipses de maré obtidas por
Vitorino, (1999), durante o inverno
(vermelho) e verão (verde). Localização
dos correntómetros na Tabela II-5.
Cobertura
sedimentar
adaptada
de
Rodrigues et al., 1991.
•
No Inverno, a amarração colocada sobre o depósito silto-argiloso do Douro (80m)
apresenta um elipse de maré orientada transversalmente às isóbatas (orientação muito
aproximada ao eixo do canhão submarino do Porto), com magnitudes da ordem dos 510cm/s (Vitorino et al., 1999) e com intensificação das correntes perto do fundo. Esta
orientação da elipse de maré sugere um importante papel deste canhão nos movimentos
transversais das partículas.
4.3.4. Ondas internas
Ocorrem na plataforma e vertente continental com um largo espectro de amplitudes e
períodos. Os mecanismos de geração das ondas internas não são ainda completamente
conhecidos, embora seja amplamente aceite que o seu desenvolvimento pode ocorrer na zona
de interface entre duas massas de água de densidade diferente ou na zona de contínua
variação vertical de densidades.
No modelo de duas camadas, quando uma termoclina sazonal forte separa camadas de águas
praticamente homogéneas, as ondas internas podem gerar-se por forçamento da maré na
vertical, por cima de topografias
acentuadas, que deslocam a termoclina e geram ondas
internas com o período da maré. Este processo é conhecido como interacção maré-topografia.
As ondas internas com período tidal propagam-se a partir da zona de geração, em ambas as
direcções (para fora e dentro da plataforma), ao longo da termoclina (Baines, 1982).
28
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
As ondas internas que resultam da interacção da maré com a topografia podem promover
episódios de mistura no interior da coluna de água, com subida de águas frias, provenientes de
profundidades abaixo da termoclina. Estas águas, ricas em nutrientes, promovem à superfície
um ambiente favorável ao crescimento do fitoplâncton (blooms), como foi descrito, para a
plataforma escocesa (Sandstrom & Elliott, 1984), Baia de Monterey, Califórnia (Shea &
Broenkom, 1982) e Golfo da Biscaia (New & Pingree, 1990), entre outras áreas.
O efeito da topografia nas ondas internas pode ser observado nos canhões submarinos
(Shepard, 1976; Hotchkiss & Wunsch, 1982). A presença de um canhão na plataforma é
sempre um possível gerador de marés internas através dos fluxos barotrópicos que ocorrem
ao longo da plataforma (Hutnance, 1989). As marés internas são geradas na orla do canhão
(assim como ao longo da vertente continental) ou, então, sendo provenientes do oceano
profundo ou da plataforma, são com frequência aí aprisionadas. No geral, o efeito da maré
depende da sua intensidade à superfície e do comprimento e inclinação das paredes do canhão.
No interior do canhão a magnitude das ondas internas depende inversamente da sua área
transversal (Hotchkiss & Wunsch, 1982).
Em período de Verão, no qual ocorre o fenómeno de upwelling, Jeans & Sherwin (submetido)
observaram ondas internas na plataforma externa e vertente continental norte portuguesa
(frente ao rio Douro), com amplitudes típicas de cerca de 35m e largura de 150m. Estas ondas,
associadas com a maré interna (ocorrem em cada ciclo de maré semi-diurno), propagam-se
para terra com uma velocidade de fase constante de 0,57m/s (profundidade de 100-160m).
Quando à origem destas ondas, as observações de Jeans & Sherwin (submetido) sugerem uma
formação local na vertente continental pelo efeito da maré semi-diurna. Contudo, a amplitude
destas ondas é demasiado elevada para ser explicada em termos de corrente de maré
(movimentos transversais), sendo possível que os aspectos tridimensionais da topografia
(canhão do Porto) e o regime tidal também estejam envolvidos (Jeans & Sherwin, submetido).
Existem diversos indicadores de que as ondas internas podem induzir transporte sedimentar.
Drake & Cacchione (1986) reportam a movimentação e colocação de sedimentos em suspensão,
com a diminuição da profundidade (em direcção à costa) possivelmente quando as ondas
internas rebentam, de acordo com dados experimentais e cálculos teóricos.
A observação de níveis nefelóides a profundidades elevadas (600m) foi também associada com
o aumento da actividade das ondas internas (Dickson & McCave, 1986). Na vertente
continental do Banco de Porcupine depois da ocorrência de upwelling de águas frias, induzido
por ventos de Norte, foi detectado o aumento da actividade das ondas internas, com a
29
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
presença de uma camada túrbida de fundo em associação com temperaturas baixas e
incremento da estratificação.
Perto da cabeceira do canhão submarino de Hudson, a acumulação da energia das ondas
internas produz zonas com sedimentos granulometricamente diferentes, podendo a energia do
movimento da água misturada com silte erodir as paredes do canhão (Hotchkiss & Wunsch,
1982).
4.4. Ressuspensão e remobilização de sedimentos finos na plataforma continental a norte
de 41ºN
O movimento das partículas efectua-se sob a acção conjugada da onda e das correntes. A onda
provoca a oscilação momentânea das partículas. A posterior actuação das correntes fracas que
se fazem sentir perto do fundo é suficiente para o transporte de sedimentos a curtas
distâncias. A massa de material deslocado nestas ocasiões é baixa, mas a repetição destes
episódios ao longo dos anos favorece o movimento das partículas. Durante os eventos
extremos (temporais) que ocorrem menos de 13 dias num ano (Vitorino et al., 2000) é que se
verifica incremento do fluxo geral de sedimentos. No oceano, pensa-se que 90% do transporte
sedimentar ocorre durante estes eventos esporádicos.
Na plataforma continental portuguesa, os aspectos teóricos da remobilização e ressuspensão
foram abordados por Dias (1987) e Taborda (1993, 1999). As observações in situ de correntes
são escassas e pontuais sem séries temporais longas, tendo sido apresentadas essencialmente
por Vitorino (1989, 1999, 2000) e Silva (1992).
Na plataforma Atlântica e em especial a norte de 41ºN, a resuspensão é na sua maior parte
provocada pela onda. Com efeito, na zona em que as correntes de maré são mais elevadas,
como na desembocadura dos rios, a sua acção sobre os sedimentos de fundo limita-se aos 20m
de profundidade. Quando a profundidade aumenta, a acção da corrente de maré complementa
a da onda.
As velocidades necessárias para remobilizar partículas com diâmetros situados entre o silte
grosseiro e a areia média (Tabela II-6) estão compreendidas entre os 17 e 29 cm/s (Dyer,
1986), valores que são compatíveis com as velocidades da corrente total medidas na
plataforma norte portuguesa, que variam entre 17.2 e 25.8 cm/s (Silva, 1992), ligeiramente
superiores aos das correntes teóricas da maré (14-17 cm/s) (Dias, 1987). Segundo Taborda
30
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
(1993), o movimento da areia deve-se em grande parte à acção remobilizadora da onda, sendo
depois transportada pelas correntes de maré.
Tabela II-6. Velocidade de correntes teóricas necessárias à remobilização de areia muito fina a média
(Dyer, 1986).
Diâmetro
63µm (silte grosseiro-areia
muito fina)
125µm (areia fina)
250µm (areia fina a média)
Veloc. de correntes teóricas
necessárias à remobilização
17 cm/s (1m do fundo)
22 cm/s (1m do fundo
4.4.1.Cálculo da velocidade orbital da onda no fundo
Conhecendo os parâmetros característicos da onda na zona de estudo, pode calcula-se a
velocidade orbital máxima no fundo (U0 ) para diversas profundidades, utilizando a fórmula de
Lamb (1945):
U 0 = Π H/(T senh 2Π h/L)
H: amplitude da onda
T: período da onda
h: profundidade
L: comprimento de onda
Conhecendo U0 , pode calcular-se a velocidade de corte U * , para a onda dada por:
U* = (8 γ. U02 /ΠT)1/4
γ: viscosidade cinemática da água
Na área do depósito silto-argiloso do Douro (86m de profundidade), foram determinadas
velocidades orbitais no fundo utilizando dados de uma bóia direccional (período observacional
compreendido entre 1 de Julho de 1996 e 30 de Junho de 1999) (Vitorino et al., 2001). Estes
autores verificaram que, no Verão, a velocidade orbital só em raras ocasiões excede os 10
cm/s sendo a correspondente velocidade de corte abaixo de 1 cm/s (em Agosto 92 % das
observações correspondem a velocidades de corte da onda abaixo de 1 cm/s). A velocidade de
corte crítica foi estimada em 0.7 cm/s (Vitorino et al., 2001). Jouanneau (1998), utilizando o
ábaco de Castaing (1981), estimou o valor de velocidade de corte crítica de remobilização dos
sedimentos deste depósito (maioritariamente siltosos com conteúdo baixo de argila) em cerca
de 1 cm/s. Assim, ambas as estimativas apontam para um reduzido efeito da onda nos
sedimentos da plataforma média em resultado das condições de baixa energia prevalecentes
no Verão.
31
Capítulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Durante o Inverno, que corresponde a um período energético, a velocidade orbital no fundo
associada com ondas de NW e SW frequentemente excede os 20 cm/s. A velocidade de corte
correspondente é cerca de 1 cm/s, chegando em alguns casos a 2 cm/s. Em temporais (altura
significativa da onda superior a 5m e períodos de 10s) a velocidade orbital é superior a 35
cm/s e a velocidade de corte crítica excede os 3.5 cm/s. Como se mostra no capitulo IV,
estas condições críticas promovem a resuspensão dos sedimentos finos da plataforma e
incrementam o transporte sedimentar (alimentam as camadas nefelóides de fundo), que se dá
maioritariamente nestas condições.
32
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
5.Características da área continental adjacente
5.1. Zona costeira
A costa a norte de Espinho, com orientação NNW-SSE, é recortada e raramente escarpada
contrastando com o interior montanhoso. É formada por alternância de praias arenosas e
arribas, onde os estuários apresentam desembocaduras estreitas e pouco profundas, com
restingas arenosas enraizadas na margem sul. Os sedimentos das praias do Alto Minho são
fundamentalmente formados por areias médias e grosseiras silicoclásticas, ocorrendo com
frequência praias de cascalho (Alves, 1996). Na margem sul do Rio Minho, define-se uma zona
de acumulação bem definida (Pinhal do Camarido), que se formou devido à refracção da onda
em torno da ínsula de Caminha (Carvalho, 1988).
Mais a norte, na Galiza, define-se uma “costa de rias”, fortemente sinuosa e profundamente
entalhada, onde o mar invadiu as zonas deprimidas e os vales fluviais (Inman & Nordstrom,
1971; Dolan, 1975), penetrando 20 a 35 km para o interior. A região costeira encontra-se
delimitada por afloramentos rochosos que constituem o prolongamento para a plataforma de
relevos continentais.
A linha de costa encontra-se em fase de recuo generalizado. Na zona dunar do pinhal do
Camarido registaram-se, nalguns pontos, recuos de 200m entre 1949 e 1974, a que
correspondem taxas médias de recuo de 8m/ano (Ferreira et al., 1989). Nas arribas talhadas
nas dunas fósseis de Ofir, a erosão foi acentuada pelo rebentamento de caleiras que
conduziam
as
águas
pluviais de
um
hotel
e
torres
de
apartamentos,
provocando
abarracamentos que atingiram as fundações dos mesmos. A construção de estruturas de
protecção (enrocamento e conjunto de esporões), para impedir a sua destruição pelo mar
induziu a sul um processo de erosão acelerada (Carvalho et al., 1986; Granja, 1990).
Em Espinho, os efeitos erosivos do mar e o registo de estragos vêm já desde o século passado.
Entre 1885 e 1910 a linha de costa recuou 225m, correspondendo a uma taxa média de recuo
de 9m/ano. A sul, entre 1947 e 1958, foram calculadas taxas de recuo de cerca de 8m/ano
(Oliveira et al., 1982).
5.2. Bacias hidrográficas
O Minho é uma região muito acidentada, de relevos vigorosos (os mais elevados, entre 500 e
700m), sobretudo na região NW, e com uma rede de drenagem de densidade elevada que
disseca o relevo com os seus vales encaixados. Os principais rios (Minho, Âncora, Lima, Cávado,
33
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Ave e Douro) instalaram-se em zonas de fraqueza estrutural
do soco, com orientações
aproximadas ENE-WSW, responsáveis pelo abatimento cada vez mais pronunciado para Norte
e pela ocorrência das rias da Galiza. O Douro é o único que corre encaixado em paredes
graníticas escarpadas em todo o seu percurso.
Do ponto de vista litológico, as rochas que dominam as bacias hidrográficas são de natureza
granítica, na maioria hercínicas, e xisto grauváquica do Precâmbrico e Paleozóico (fig.II-13).
Estas rochas são, respectivamente, pouco permeáveis e impermeáveis, estando cobertas por
fraca cobertura vegetal e apresentando fortes declives.
Figura II-13. Geologia das bacias hidrográficas dos rios NW Portugueses e da Galiza Ocidental
(adaptado de Julivert et al., 1980, in Cascalho, 2000).
A área drenada é extensa (cerca de 130 000 km2 ), ocupando em território português mais de
36 000 km2 . Em regime natural, os meses com pluviosidade mais elevada correspondem aos
meses com débitos superiores.
O rio mais importante que aflui a esta zona é o Douro, com 927 km de comprimento e com a
bacia mais extensa da Península Ibérica (97 682 km2 ). O seu escoamento médio é, geralmente,
34
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
mais abundante de Novembro a Abril, podendo atingir os 17 000 m3 /s no seu troço terminal,
diminuindo de Junho a Outubro para caudais, por vezes, abaixo dos 100m3 /s (Loureiro et al.,
1986).
A segunda bacia mais importante é a do rio Minho, com área de 17 081 km2 e cerca de 300 km
de comprimento. O caudal instantâneo mais baixo registado entre 1973/74-1985/86 foi de 4
m3 /s, em Outubro de 1979 e o mais elevado, cerca de 4 900 m3 /s, em Fevereiro do mesmo ano
(Ribeiro et al., 1988). As características das bacias hidrográficas dos rios minhotos estão
apresentados na tabela II-6.
Os rios que desaguam nas rias galegas de Vigo, Pontevedra, Arosa e Muros apresentam todos
caudais médios anuais inferiores a 93m3 /s. O somatório dos caudais médios anuais destes rios
são inferiores 18 vezes ao caudal médio do Douro e cerca de 8 vezes inferior ao do Minho.
≈ 500
NE-SW
≈ 520
≈ 650
≈ 410
NE-SW
ENE-WSW
NE-SW
927
94
129
46
180
19
300
19 000
1 000
2 438
4 898
-
64 / 8 165
5 / 35
8 / 1 169
3 / 546
39 / 2 810
-
409
506
16
-
-
404
2 764
1 531
497
2 922
1 699
16
93
54
-
-
Barragens/
Capacidade
(x106m3)
710
29
54
3.3
64
3.2
329
16
Cheias
máximas
(m3/s)
22 578
1 020
2 500
103
3 019
100
12 000
439
Escoam.
médio anual
97 682
1 390
1 589
242
2 480
77
17 081
333
Área da
bacia (km2)
Caudal
médio anual
(m3/s)
E-W
NE-SW
ENE-WSW
ENE-WSW
ENE-WSW
ENE-WSW
ENE-WSW
ENE-WSW
Comprimento (km)
Direcção do
percurso
1 700
1200
1 538
721
950
750
750
≈ 500
(x106 m3 /a)
Douro
Ave
Cávado
Neiva
Lima
Âncora
Minho
Verdugo-Oitaben
(Vigo)
Lérez
(Pontevedra)
Umia (Arosa)
Ulla (Arosa)
Tambre (Muros)
Altitude da
nascente
(m)
Rios
Rias
Tabela II–6. Características das bacias hidrográficas dos rios minhotos (Loureiro et al., 1986; Ribeiro,
et al., 1988) e rios galegos (Marqués, 1985).
5.2.1.Cheias
As cheias são dos fenómenos mais importantes para o transporte e transferência rápida, de
grandes volume de sedimentos continentais para a plataforma, gerando-se frequentemente
vastas plumas túrbidas carregadas de material em suspensão que, por vezes, se estendem por
vários quilómetros para o largo.
Os rios minhotos estão situados numa região montanhosa, com formações rochosas
predominantemente ígneas e com linhas de água com secção encaixada. Nos troços de
montanha formam-se ondas de cheia com propagação rápida e zonas de inundação estreitas. A
35
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
jusante, estes rios correm em vales quaternários alargados e planos (com excepção do Douro),
provocando inundações mais extensas (Rocha, 1990a).
As grandes cheias ocorrem geralmente entre Novembro e Março, com especial incidência no
mês de Janeiro (Feio et al., 1950). A distribuição das pequenas cheias é diferente: podem
ocorrer mais tardiamente, até Abril e Maio, mas com frequência superior nos meses de
Janeiro e Fevereiro. O tempo de recorrência é variável, sendo para o rio Douro o intervalo
médio entre duas grandes cheias sucessivas de 3 a 4 anos. Contudo, podem decorrer mais de
19 anos sem que ocorram grandes cheias. As pequenas cheias são mais frequentes, em média 3
a 4 por ano para o rio Cávado e 2 a 3 para o Douro (Feio et al., 1950).
Em períodos de cheias, o volume de água do rio Douro é habitualmente 770 vezes mais elevado
que no regime de Verão, variando de 8 450 m3 /s (1969) a 19 000 m3 /s (1739), com aumento na
altura de 17,5m (1936) a 25m (1909), em relação ao nível normal (Feio et al., 1950).
As cheias do Douro ocorrem com irregularidade, podendo passar mais de 10 anos sem nenhuma
se manifestar. As cheias formam-se e passam rapidamente, apresentando variações de caudal
horárias muito grandes relativamente a outros rios cujo caudal de ponta se mantêm por vários
dias. São provocadas maioritariamente por precipitações elevadas, mais intensas na costa e
nas regiões montanhosas e menos intensas na Meseta. A forma e a litologia da
bacia
hidrográfica deste rio, e a inclinação do leito e dos seus afluentes, contribuem também para
este fenómeno (Silva, 1990).
No rio Minho a cheia mais importante ocorreu a 7 de Fevereiro de 1979, com um caudal
máximo de 4 898 m3 /s (Rocha,
1990a), de acordo com as observações das estações
hidrométricas da rede da DGRN (Direcção Geral de Recursos Naturais). No rio Lima, a cheia
mais importante de que há registo ocorreu a 22 de Dezembro de 1909. A cheia de 24 de
Fevereiro de 1980, comparativamente inferior, registou um caudal de 2 391 m3 /s (Ponte de
Lima), correspondendo a um aumento da altura de 4,08m (Rocha, 1990a).
5.2.2. Influência das barragens nas cheias
O controlo das cheias na bacia do rio Minho é praticamente inexistente, visto que a
capacidade de armazenamento em Portugal é desprezível e em Espanha corresponde a cerca
de 28% do escoamento médio anual (Rocha, 1990a). Contudo, este rio apresenta elevada
densidade de aproveitamentos hidroeléctricos concentrados em Espanha (cerca de 1/502
km2 ), superior à do rio Douro (1/1526 km2 ) (Moura, 1990).
36
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
No sistema Cávado-Lima a situação é diferente. Todas as barragens permitem que as
descargas sejam geridas pelo funcionamento de comportas. As três grandes barragens
existentes no rio Lima armazenam cerca de 515 x106 m3 (Rocha, 1990a), enquanto que os oito
aproveitamentos hidroeléctricos do rio Cávado armazenam um volume de água de cerca de
1169 x 106 m3 . No rio Ave a capacidade de armazenamento é muito pequena, correspondendo a
cerca de 3% do escoamento médio anual (23,1x106 m3 ) (Rocha, 1990b).
No rio Douro as grandes cheias são difíceis de prever e de regularizar. A maioria das
barragens são a "fio-de-água", com as albufeiras praticamente sempre cheias, constituindo
simples pontos de passagem quando o caudal aumenta. A titulo de exemplo, a albufeira da
barragem de Crestuma, com a maior capacidade útil nacional, correspondendo a 19 milhões de
m3 , encher-se-ia em apenas 30 minutos, se estivesse vazia no início de uma cheia como a que
ocorreu em 1979, com um caudal de ponta de 10 500 m3 /s. Quando o caudal atinge os 12 000
m3 /s, o nível a jusante sobe até à cota de retenção normal da albufeira
sendo a sua
capacidade de retenção nula, o mesmo acontecendo no Pocinho, Carrapatelo, Régua e Valeira.
Embora estas últimas não fiquem submersas, apresentam uma capacidade de retenção baixa,
com pouco significado no controlo das cheias (Silva, 1990). Contudo, verifica-se diminuição das
pontas máximas de cheias reduzindo, assim, a capacidade de transporte sedimentar efectiva.
Nos rios internacionais (Minho, Lima e Douro) as barragens espanholas aprisionam as águas,
estando a parte portuguesa dos rios muito dependentes dos caudais libertados por estas.
5.3.Estuários
Como já se referiu, os estuários dos rios minhotos são estreitos e pouco profundos, com
larguras médias na foz que variam de 2 km (rio Minho) a 100m no rio Ave (Oliveira, 1994). A
profundidade média é baixa (1-5m), ocorrendo na zona de influência de marés deposição de
areia e formação de numerosos bancos arenosos.
5.3.1.Sedimentos dos estuários dos rios
Os sedimentos dos estuários dos rios minhotos são maioritariamente arenosos, com baixo
conteúdo em silte e argilas. Apenas o rio Ave apresenta significativa percentagem de
sedimentos lodosos (Tabela II-7); no rio Minho, as fracções cascalhenta e silto-argilosa são
praticamente vestigiais, predominando os sedimentos arenosos; no rio Douro predominam os
sedimentos grosseiros (cascalho arenoso e cascalho) (Oliveira, 1994). Segundo Alves (1996),
os sedimentos dos estuários dos rios Minho e Lima correspondem essencialmente a areias
37
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
médias a grosseiras, sendo os materiais transportados pelo rio Lima mais grosseiros que os do
rio Minho, correspondendo fundamentalmente a areão e areias grosseiras com raros seixos de
pequenas dimensões.
Tabela II-7. Conteúdos percentuais médios de cascalho, areia e lodo dos sedimentos de fundo dos
estuários dos principais rios minhotos. O símbolo (*) refere-se aos resultados publicados por Mimoso &
Ferreira (1995). Os restantes dados respeitam aos sedimentos colhidos na campanha Sediminho II/931
(Agosto de 1993).
Rios
Douro
Ave
Cávado
Lima
Minho
Cascalho
39/44*
5
32
13
2
Areia
55/42*
57
54
71
95
Lodo
6/14*
38
14
16
3
Mimoso & Ferreira (1995) descreveu os sedimentos do leito do rio Douro como sendo
sedimentos muito heterogéneos, compreendendo todos os tipos texturais desde cascalheiras a
argilas. Na desembocadura (perto do cabedelo), onde o nível energético é mais elevado,
apresenta areias médias a grosseiras. A análise granulométrica dos sedimentos desde a
barragem de Crestuma à foz mostrou que:
•
a margem norte apresenta geralmente sedimentos com carácter mais fino (areias
cascalhentas e siltes argilosos) do que a margem sul (cascalho arenoso). No troço final do
rio Douro, a presença de meandros promove a deposição preferencial de siltes e argilas na
zona côncava (zona com menor energia). Na área convexa, a que correspondem maiores
velocidades da corrente, só existe normalmente cascalho arenoso;
•
a zona mais enriquecida em sedimentos finos encontra-se a 6 km da foz (Oliveira, 1994),
correspondendo à zona de acumulação dos sedimentos em suspensão (ponto nodal) e ao
limite superior da intrusão salina.
Em relação aos sedimentos em suspensão, os valores mais elevados de concentração à
superfície, em situação de Inverno com débito fluvial baixo, foram encontrados nos estuários
dos rio Douro e Ave (da ordem dos 5-10 mg/l), sendo no rio Minho e Lima inferiores a 3mg/l e
variando no Cávado entre 3 e 5mg/l (Oliveira, 1994). Estes valores podem ser considerados
baixos, principalmente no caso do rio Douro. Comparando os rios Douro e Garone (França),
ambos com caudais médios semelhantes (620 m3 /s e 710m3 /s, respectivamente), as
1
Campanha integrada no projecto PETDS (Pesquisa e Caracterização de Elementos Traçadores da Dinâmica
Sedimentar) para colheita de sedimentos de fundo e em suspensão dos rios e estuários minhotos (JNICT nº
PMCT-MAR-706/90).
38
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
concentrações de material em suspensão no estuário do Garone são da ordem dos 150-200mg/l
(Castaing, 1981) aproximadamente 10 vezes superiores à s encontradas no Douro.
5.3.2.Sedimentos das rias galegas
Em termos gerais, os sedimentos predominantes nas rias são os lodos e as areias lodosas com
alto conteúdo em siltes e argilas (Rey Salgado, 1993); os sedimentos grosseiros dominam nas
margens costeiras e nos leitos e desembocadura dos rios. A tendência geral para jusante, é de
aumento do tamanho do grão, com clara predominância de lodos nas zonas interiores e médias,
e de areias e cascalho nas partes médias e externas. Os sedimentos mais grosseiros
apresentam conteúdo em carbonatos superior, diminuindo o seu conteúdo em função do
tamanho do grão.
A ria de Vigo é a que apresenta os sedimentos mais lodosos; a ria de Arosa, mais extensa,
apresenta uma maior área coberta com areias e cascalhos, especialmente na parte externa. Em
todas as rias a margem meridional é muito mais arenosa que a margem setentrional. Este dado
é importante pois evidencia a existência de uma circulação actual de sedimentos no fundo das
rias, no sentido dextrógiro (Rey Salgado, 1993).
As rias de Muros-Noya e Arosa são as mais abertas ao oceano e as que possuem maior área
coberta por cascalhos (Tabela II-8).
Tabela II–8.Distribuição superficial das fácies texturais do fundo das rias (%) ( Rey Salgado, 1993).
Rias
Muros-Noya
Arosa
Pontevedra
Vigo
Cascalho
12
9
1
4
Areia
39
19
52
16
Lodo
30
42
27
67
Rocha
19
30
20
11
O conteúdo em matéria orgânica aumenta da entrada até ao limite interno e a sua distribuição
é análoga à do tamanho do grão. Rey Salgado (1993) considera que a distribuição espacial das
zonas com maior conteúdo em matéria orgânica está relacionada com a dinâmica das rias, de
tal forma que a deposição da matéria orgânica tem lugar em zonas de menor energia, ficando
limitadas principalmente ao interior e à s margens norte das rias.
39
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
5.3.3.Correntes de maré
A velocidade de propagação da onda de maré é afectada pela morfologia dos estuários. Quanto
mais estreito e menos profundo o estuário for, mais a onda de maré dissipa a sua energia ao
tocar o fundo.
A maré nos rios minhotos tem grande amplitude, de carácter mesotidal (≈4.0, em marés vivas),
próxima de transição para macrotidal, situação que já se verifica na costa da Galiza. Pode
propagar-se até distâncias consideráveis, 40km no rio Minho e 20 km no rio Lima, devido
principalmente ao declive suave do leito actual dos rios. No rio Douro a maré penetra até à
barragem de Crestuma-Lever, a cerca de 21.6 km da foz.
A maré provoca correntes intensas na foz, intensificadas pelo estreitamento provocado pelos
"cabedelos".
No rio Douro, a curva de maré é assimétrica, sendo a fase de enchente normalmente mais
demorada do que a vazante; as correntes de vazante são mais intensas e frequentes à
superfície e a " meia-água", enquanto que as de enchente o são junto ao fundo (Mimoso &
Ferreira, 1995; Tabela II-9), o que demonstra que a fase de enchente de maré se inicia nas
camadas inferiores, de onde se propaga para montante e para a superfície, enquanto que o
escoamento das águas fluviais se faz predominantemente pelas camadas mais superficiais; em
períodos de marés-vivas, quando as correntes de maré são mais significativas, toda a massa de
água se move para montante ou para jusante. A inversão da maré não ocorre em simultâneo ao
longo de toda a coluna de água, sendo frequentes os períodos em que a camada de fundo
apresenta valores de enchente e à superfície já se verificam correntes de vazante; esta
tendência é mais acentuada em períodos de águas-mortas, onde pode não ocorrer inversão de
corrente à superfície (Mimoso & Ferreira, 1995).
Tabela II–9. Valores de velocidade média da corrente para o estuário do rio Douro. Observações feitas
em Setembro de 1994, com baixo caudal fluvial (Mimoso, & Ferreira, 1995).
Prof.
Veloc. média (cm/s)
Est.1
Est.2
Enchente
0.5 cm sup.
7.0
3.7
meia-água
30.4
24.5
0.5 cm fundo
25.4
10.9
Vazante
0.5 cm sup.
52.0
62.4
meia-água
26.1
45.8
0.5 cm fundo
2.4
14.3
O rio Minho e Cávado apresentam comportamento diferente, visto que a fase de vazante é
mais demorada que a de enchente. Este fenómeno é atribuível ao estado de assoreamento das
barras destes rios, que impede o normal escoamento das águas na baixa-mar, prolongando as
40
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
fases finais da vazante e não permitindo que atinjam valores tão baixos quanto os verificados
nos estuários dos rios Ave e Lima (IH., 1987). Na embocadura do rio Minho, a corrente de
maré atinge em período estival velocidades próximas de 200 cm/s em vazante e de 150 cm/s
durante a enchente. No rio Lima as velocidades são um pouco inferiores, situando-se nos 150
cm/s em vazante e 100 c m/s em enchente (Alves, 1996). Correntes com estas velocidades
poderão transportar sedimentos finos para a plataforma e mesmo impedir a sua deposição no
leito do rio (>30 cm/s).
É durante os períodos de vazante e, principalmente, em "águas-vivas" que os sedimentos em
suspensão são expulsos para o oceano (Castaing, 1981; Vale & Sundby, 1987). Nesses períodos
a velocidade da corrente é mais elevada e a remobilização dos sedimentos de fundo mais
importante.
O estudo do transporte de sedimentos junto ao fundo e perto da foz do rio Douro (Mimoso &
Ferreira, 1995) permitiu constatar que mais de 75 % do sedimento capturado em movimento
corresponde a areia muito fina. Considerando um tamanho médio do grão de 100µm, a
velocidade de corrente necessária para promover a sua remoção de um depósito sedimentar é
cerca de 20 e 30 cm/s (McCave, 1984), enquanto que para se manter em suspensão só são
necessárias correntes com velocidades superiores a 1cm/s (valor válido para grãos esféricos
de quartzo). Contudo, as amostras recolhidas apresentam uma componente importante de
micas (>30%) e de minerais pesados (> 11%) que exibem, respectivamente, hábito lamelar
(transportadas preferencialmente em suspensão) e densidade superior ao quartzo; nestas
circunstâncias, uma pequena percentagem de silte e argila no depósito sedimentar é suficiente
para este se tornar coesivo (5-10%) sendo a velocidade necessária para a remobilização das
partículas superior (Dyer, 1986). No entanto, os dados de correntes observadas e a análise do
tipo de sedimentos de fundo, essencialmente arenosos e com baixo conteúdo em finos (<14%),
permitem supor que, durante um ciclo de maré, as velocidades das correntes junto ao fundo
são suficientes (>25 cm/s) para impedirem a deposição dos finos no estuário, tornando assim
mais fácil, no ciclo seguinte, a remoção da areia fina depositada.
Nos sedimentos transportados em suspensão, a estratificação do escoamento tem implicações
no volume de sedimentos transportados e no sentido em que se processa. No Douro, as maiores
velocidades ocorrem à superfície e indicam fluxo para jusante, embora não haja acréscimo
proporcional no volume de sedimentos. Pelo contrário, os maiores níveis de transporte e os
valores superiores de concentração estão associados à fase de enchente de maré, mesmo
quando as velocidades de correntes são inferiores à superfície (Mimoso & Ferreira, 1995) .
41
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
Mimoso & Ferreira (1995) propuseram um modelo de circulação fechado para o material que se
encontra em suspensão no rio Douro, estando o balanço sedimentar dependente do débito
fluvial e da amplitude da maré: os sedimentos são transportados à superfície pelas correntes
de vazante em direcção ao mar, onde poderão ser parcialmente capturados pelas correntes de
enchente, regressarem ao estuário pelos níveis inferiores, depositados no ponto limite da
maré (ponto nodal) e serem de novo remobilizados pelas correntes de vazante. Esta forma de
circulação actua como armadilha sedimentar capaz de reter, retardar e promover a retenção
dos sedimentos em suspensão transportados pelo rio em situações de débito fluvial baixo, ou
seja, em períodos de Verão. Em períodos de Inverno, com débito fluvial superior e
em
períodos de águas vivas, este modelo não terá, concerteza, aplicabilidade. No rio Douro já
foram registadas correntes de vazante superiores a 24 km/h, em períodos de cheias (Ribeiro
et al., 1988).
Actualmente, o material que sai dos rios em suspensão é constituído maioritariamente por
areias finas a muito finas, silte e argila (Dias, 1987; Oliveira, 1994). Contudo, é nos períodos
de grandes cheias que o transporte é mais significativo, tendo os rios capacidade de destruir
parcialmente o "cabedelo" que se desenvolve na sua margem sul, por dinâmica litoral, como foi
o caso das cheias do rio Douro do ano de 1996.
5.4.Abastecimento sedimentar à plataforma
As barragens portuguesas existentes nos rios minhotos, apesar de parecer não terem grande
significado no controlo das cheias, são responsáveis por uma redução drástica no volume de
sedimentos que chegam ao litoral, com repercussões importantes na dinâmica costeira .
No caso do rio Douro há uma redução de cerca de 86% na carga transportada junto ao fundo,
essencialmente constituída por areias. Em regime natural este rio transportava 1.8x106 m3 /ano
(2.2x106 ton./ano) de sedimentos arenosos. Estima-se que este valor tenha baixado para
0.25x106 m3 /ano, cerca de 0.3x106 ton./ano (Oliveira et al., 1982), após a construção da
barragem de Crestuma-Lever. Bordalo e Sá (in Drago, 1995), com medições feitas no terreno,
obteve um valor ainda inferior, 0.18x106 m3 /ano (0.2x106 ton./ano), representando uma
redução de 90% em relação ao valor obtido por Oliveira et al., (1982), para o regime natural.
É de referir que todos estes rios são sujeitos a dragagens periódicas para acesso aos portos
(rios Lima e Douro) e à extracção de areias dos seus leitos e margens. A tí tulo de exemplo, à
uma década atrás, no troço inferior do rio Douro (50 km) a extracção de areias e cascalho
42
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
atingia valores da ordem de 1.5x106 m3 /ano e as obras de dragagem da barra do Douro
conduziu à extracção de 106 m3 (Oliveira et al., 1982).
Dias (1987) foi o primeiro autor português a utilizar o método de Langbein & Schumm (1958)
para
calcular os presumíveis volumes de materiais transportados, junto ao fundo e em
suspensão, por alguns dos rios mais importantes da Península Ibérica. Os resultados obtidos,
embora muito sobrevalorizados, permitem ter uma primeira ideia da aptidão relativa destes
rios como contribuintes de matéria particulada para a plataforma (Tabela II-10). Magalhães
(1999), utilizando o mesmo método, mas diferentes processos de cálculo de alguns dos
parâmetros utilizados, obteve estimativas, de modo geral, inferiores às de Dias (1987).
Tabela II-10. Presumíveis valores de materiais transportados na totalidade, junto ao fundo e em
suspensão, calculados pelo método de Langbein & Schumm (1958), para alguns dos rios mais importantes
da Península Ibérica (Dias, 1987; Magalhães, 1999), após a construção das barragens.
Dias (1987)
Magalhães
(1999)
Transporte
(x103 m3/ano)
Sed. Total
Fundo
Suspensão
Sed. Total
Fundo
Suspensão
Douro
8538.5
760.4
7778.1
2248.7
329.2
1919.5
Minho
988.1
122.2
865.9
284.6
30.4
254.2
Lima
63.4
6.5
56.9
119.5
12.3
107.2
Cávado
83.2
8.5
74.7
81.9
8.4
73.5
Ave
89.0
8.6
80.4
140.9
12.6
128.3
Pela simples observação dos valores é fácil constatar a importância do rio Douro como
fornecedor de sedimentos para a área estudada, com cerca de 80% da contribuição total,
seguido do rio Minho (10%).
6.Síntese:
•
A localização da plataforma norte portuguesa em relação ao Atlântico norte condiciona as
características hidrodinâmicas e a evolução das mesmas ao longo do ano. Esta plataforma
encontra-se frequente mente exposta a ondas de grande altura e longos períodos de NW e
W. Os temporais (ondulação superior a 6m e períodos superiores a 12s) ocorrem em média
cerca de 3-9 vezes por ano, particularmente entre os meses de Dezembro a Abril.
•
A plataforma estudada corresponde a um ambiente especialmente sensível à direcção do
vento: no Verão predominam os ventos de norte, responsáveis pelo upwelling; no Inverno, a
ocorrência de ventos de S-SW, induz a ocorrência de fenómenos de downwelling.
•
Na plataforma interna e média, o mecanismo dominante de ressuspensão de sedimentos do
fundo está associado com as ondas superficiais.
43
Capitulo II
Enquadramento geral
_______________________________________________________________________________________
•
A corrente de maré tem capacidade de transporte efectiva, uma vez que a sua velocidade
é geralmente superior a 10 cm/s, e promove os movimentos transversais na plataforma.
Embora as observações efectuadas na plataforma
tenham permitido constatar a
existência de correntes moderadas sem capacidade de remobilização de partículas
depositadas (efectuado maioritariamente pela onda), é lógico supor que nas imediações da
desembocadura dos rios, a profundidades inferiores a 20-30m, estas correntes tenham só
por si capacidade de transporte e também de remobilização de partículas finas.
•
Durante os eventos extremos (temporais) que ocorrem menos de 13 dias num ano (Vitorino
et al., 2000) verifica-se incremento do fluxo geral de sedimentos.
•
A existência de vários rios, a alta pluviosidade da região continental adjacente e o relevo
acidentado permitem pressupor uma plataforma continental bem fornecida em partículas
terrígenas. Contudo o grau de assoreamento dos rios, as dragagens e a presença de
barragens ao longo do seu curso, provocam actualmente uma redução significativa neste
abastecimento. As cheias, que constituem os eventos mais importante para o transporte e
transferência rápida de grandes volumes de sedimentos continentais para a plataforma
continental, encontram-se em parte controladas pelas barragens, com diminuição das suas
pontas máximas.
•
O conhecimento dos caudais médios dos rios da região (Tabela II-6) permite considerar o
rio Douro como a maior fonte de sedimentos para a plataforma.
•
O predomínio de sedimentos arenosos e cascalhentos nos estuários dos rios minhotos, ao
contrário do que se passa nas rias Galegas, mostra a existência de um meio extremamente
energético, fortemente influenciado pelas marés, que não permite a deposição de
sedimentos finos (lodo).
•
No rio Douro, em período estival e em vazante, foram registados escoamentos com
velocidades superiores a 60 cm/s (Mimoso & Ferreira, 1995). Nos rios Lima e Minho as
velocidades foram superiores a 150 cm/s (Alves, 1996).
•
O material que sai actualmente dos rios é maioritariamente formado por areias muito
finas, siltes e argilas (Dias, 1987).
44
Capitulo III
Métodos
_______________________________________________________________________________________
CAPITULO III
Métodos
1. Introdução
Para o estudo da dispersão das águas estuarinas na plataforma continental e da exportação de
partículas finas para o bordo da plataforma, os marcadores usados foram a turbidez a
salinidade e a temperatura das águas.
Na plataforma e vertente continental norte portuguesa realizaram-se campanhas de mar com
recolha de sedimentos em suspensão e de fundo, simultaneamente com recolha de dados
hidrológicos, nefelométricos e correntométricos. Este estudo integrado das condições
oceanográficas existentes (marés, ondas e correntes gerais provocadas pelo vento) que
funcionam como agentes erosivos e transportadores, conjuntamente com a quantificação e
qualificação do tipo de material que se encontra em suspensão na coluna de água, é essencial
para a compreensão da dispersão da matéria partículada em suspensão (MPS), assim como para
a identificação dos locais de deposição e erosão das partículas finas (siltes e argilas).
Inicialmente foram realizadas três campanhas hidrológicas, entre os anos 1990 a 1992,
essencialmente na plataforma interna e média, limitadas pela isóbata dos 100-110m. Estes
cruzeiros, enquadradas pelo projecto luso-francês PLUTUR1 , foram promovidos pelo Instituto
Hidrográfico a bordo dos navios hidrográficos NRP "Auriga", NRP " Andrómeda" e NRP
"Almeida Carvalho".
Desde 1996 até 1999, no âmbito do projecto OMEX II, realizaram-se mais três cruzeiros na
mesma área, mas agora cobrindo toda a plataforma continental e bordo, atingindo-se
profundidades superiores a 5000m. Estas campanhas, também promovidas pelo Instituto
Hidrográfico, realizaram-se a bordo do NRP Almeida Carvalho (Tabela III-1).
Foi efectuado um cruzeiro especifico para a colheita de amostras de sedimentos de fundo em
Julho de 1998 (GAMINEX), a bordo do navio "Côte de la Manche", promovido pela
Universidade de Bordeús I. Neste cruzeiro foram utilizados vários colhedores de sedimentos
como box-corers (Reineck), onde foi preservado a interface água-sedimento (1cm) e corer de
gravidade.
1
PLUTUR - Plumas Túrbidas, projecto apoiado pelo acordo de cooperação Luso-Francês em Oceanologia
entre o Instituto Hidrográfico (IH), a Universidade de Bordeús I (UB) e o Museu Nacional de História
Natural (MNHN).
45
Capitulo III
Métodos
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Tabela III- 1. Campanhas oceanográficas e descrição sucinta dos dados colhidos.
Campanha
Data
PLAMIBEL2 I
13 a 19 Setembro
1990
PLAMIBEL II 11 a 20 Março 1991
PLAMIBEL III
14 a 19 Janeiro
1992
CORVET3-96
1 a 22 Novembro
1996
CLIMA-97
6 a 16 de
Dezembro 1997
GAMINEX4
8 a 17 de Julho
1998
6 a 28 Maio 1999
OMEX -99
Navio
NRP
Auriga
NRP
Andrómeda
NRP
Almeida
Carvalho
NRP
Almeida
Carvalho
NRP
Almeida
Carvalho
Côte de la
Manche
NRP
Almeida
Carvalho
Nº de
estações
49
32
53
99
120
Dados colhidos
Hidrológicos, nefelometria,
sed. em suspensão
sed. em suspensão
sed. em suspensão e fundo,
correntes
sed. em suspensão e fundo,
correntes
sed. em suspensão, correntes
81
Sedimentos de fundo
111
sed. em suspensão, correntes
2. Trabalhos realizados a bordo
Durante as campanhas foram efectuados:
Ø
perfis verticais com dois sistemas diferentes de CTD: Zullig,
utilizado nos três
primeiros cruzeiros, e General Oceanics Mk IIIC, usado nos restantes, ambos equipados
com sensores de temperatura, de condutividade eléctrica e de pressão (profundidade),
para conhecimento conjunto dos parâmetros hidrológicos da coluna de água; acoplados aos
CTD foram utilizados os nefelómetros Zullig e Aquatracka III (Chelsea Instruments, Ltd)
respectivamente, para estudo da repartição vertical da turbidez. O equipamento CTD Mk
IIIC encontra-se equipado com uma "rosette" com 12 garrafas de PVC (fig. III-1), tipo
Niskin (1.70 l), que permite m recolher águas à s profundidades pretendidas e um altímetro
que nos dá a distância do equipamento ao fundo.
Ø
colheita e filtração de águas da superfície e do fundo, para obtenção da concentração
da MPS, do conteúdo em carbono orgânico particulado (COP), da dimensão das partículas
terrígenas em suspensão e dos conteúdos mineralógico (minerais das argilas) e biológico;
Ø
colheitas de sedimentos de fundo com colhedor Smith McIntyre e colhedor vertical
MARK I;
Ø
obtenção de dados correntométricos na plataforma média (Vitorino et al, 2001).
2
Plataforma do Minho e Beira Litoral
Corrente da Vertente
4
Galiza - Minho Exchange cruise
3
46
Capitulo III
Métodos
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2.1.Perfis hidrológicos realizados com a sonda Zullig
É um aparelho com baixa resolução, específico para zonas estuarinas e costeiras, permitindo
apenas identificar massas de água com características nitidamente diferentes, como as
massas de água costeira e oceânica (Tabela III-2).
Tabela III- 2. Características dos sensores do CTD Zullig.
Sensores
Gama de
trabalho
Exactidão
Profundidade (m)
Temperatura (ºC)
0-300
0-40
Condutividade
1-100
Nefelometria (ftu)
0-10
>10
±0.05
±0.5
±0.1
Por isso, foi usado essencialmente na plataforma interna e média. Para zonas oceânicas, onde
as diferenças de temperatura e salinidade são da ordem da milésima, este aparelho não é
apropriado.
A calibração do sensor externo de nefelometria foi efectuado utilizando uma solução coloidal
de formazina (Oliveira, 1994). A curva de calibração é perfeitamente linear para
concentrações inferiores a 4.8 ftu. A relação experimental com o peso seco das partículas em
suspensão é próximo da equação seguinte (Bapst & Kubler, 1987):
conc. (mg/l) = 1.7 conc. (ftu)
2.2.Perfis hidrológicos realizados com o CTD MKIIIc
2.2.1.Sensores
As características dos sensores das unidades submersíveis estão resumidas na tabela III-3.
Os valores da tabela III-3 indicam que este equipamento é muito mais fiável que o utilizado
anteriormente e apto a ser usado tanto em águas costeiras como no oceano profundo.
Tabela III- 3. Características dos sensores do CTD General Oceanics Mk IIIC do Instituto
Hidrográfico (adapt. do Manual 00201 MARK IIIC/WOCE CTD UWV, 1994).
Sensores
Gama de
trabalho
Resolução
Exactidão
Pressão (dbar)
Temperatura (ºC)
Condutividade (mS cm-1 )
Nefelómetria (ftu)
0 a 7000
-3 a 32
0 a 70
0.2 a 750
0 a 10
0.0015%
0.0005
0.001
-
0.0014%
±0.002
±0.002
±0.2
±0.01
A figura do aparelho (fig.III-1) mostra a posição dos diferentes sensores e do sensor externo
de nefelómetria.
47
Capitulo III
Métodos
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Figura III-1. Fotografia do conjunto CTD+rosette.
r = rosette com as 12 garrafas tipo Niskin; c = CTD;
n = nefelómetro.
Os sensores de condutividade, temperatura e pressão são calibrados anualmente por técnicos
especialistas do Instituto Hidrográfico, no centro NATO de LaSpezia (Itália). O sensor
externo de nefelometria é calibrado no Instituto Hidrográfico, segundo metodologia descrita
no Apêndice A.
2.2.2.Tratamento dos dados de CTD
Os dados do CTD são obtidos com o software de aquisição da General Oceanics, sendo possível
a sua visualização gráfica ou numérica em tempo real. Estes dados são gravados em ficheiros
binários (dados brutos) e posteriormente calibrados para obtenção de grandezas derivadas.
O processamento dos dados provenientes de uma estação CTD pode ser sumariado nas fases
seguintes, tendo como base recomendações da UNESCO (M. Marreiros, comunicação pessoal):
•
conversão dos ficheiros binários em ficheiros ASCII (tipo *.dat) com aplicação das
constantes de calibração obtidas em laboratório para os diversos sensores (excepto
nefelómetro);
48
Capitulo III
Métodos
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•
definição do desvio ou "offset" (valor diferente de zero, registado antes da colocação do
equipamento na água) da pressão e eliminação de dados impossíveis; introdução de dados
administrativos (por ex. nome do navio, horas, sonda);
•
cálculo da velocidade de descida em função do canal de pressão; aplicação de um filtro
recursivo sobre os canais de temperatura e condutividade para correcção dos tempos de
resposta dos sensores em função da velocidade de descida;
•
correcção do canal de condutividade para o efeito da pressão e temperatura ao longo da
coluna de água; aplicação de constantes de calibração in situ;
•
aplicação das constantes de calibração do nefelómetro, volts em FTU (Apêndice A);
•
compactação dos dados de decibar a decibar;
•
calculo de grandezas derivadas, nomeadamente, densidade, frequência de Brunt-Vaisala
quadrada (N2 ), temperatura potencial, anomalia do geopotêncial referida à superfície,
velocidade do som e profundidade em metros.
2.3.Perfis de Nefelometria (Aquatracka III - Chelsea Instruments, Ltd)
Foram utilizadas as medidas de dispersão da luz para localizar os níveis nefelóides na coluna
de água.
É obvio que, devido à influência de uma série de processos biogeoquímicos de pequena escala,
as propriedades ópticas, que dependem da natureza da matéria em suspensão, são menos
homogéneas que as características hidrológicas, que resultam de um longo processo de
mistura. Contudo, as propriedades ópticas mostram normalmente tendências gerais que podem
ser relacionados com os aspectos dinâmicos.
A conversão dos dados ópticos para carga em suspensão não é linear, porque a dispersão da luz
depende da natureza da matéria em suspensão. Porém, numa área geográfica limitada pode-se
assumir que tipos similares de níveis nefelóides contenham o mesmo tipo de material em
suspensão. A intensidade de luz dispersa dá-nos assim um índice do conteúdo relativo de
partículas num determinado nível.
O nefelómetro Aquatracka MK III utiliza um método radiométrico de banda dupla para
efectuar as medições. A fonte de luz é uma lâmpada de Xenon com conteúdo elevado de luz
ultravioleta (comprimento de onda 440nm) que é aplicada em duas vias (sinais) diferentes: um
sinal de referência e um sinal de análise. O sinal de referência fornece a intensidade da fonte
de luz (que enfraquece com o uso) e o segundo mede a intensidade da luz emitida pelas
49
Capitulo III
Métodos
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partículas em análise. Ambos os sinais são aplicados ao circuito radiométrico que efectua a
razão entre eles e os escalona logaritmicamente de modo a conseguir-se uma variação dinâmica
extensa.
O nefelómetro foi calibrado com uma solução standard de formazina (Apêndice A), sendo a
turbidez expressa em Formazine turbidity units (FTU). Dada a natureza diversa, forma,
tamanho e eficiência de difusão das partículas marinhas em suspensão afectar a intensidade
de luz difundida, utilizou-se esta unidade de turbidez relativa (FTU), que embora semiquantitativa fornece uma assinatura reprodutível da variação do conteúdo da MPS (Durrieu de
Madron et al., 1990). Tentou-se efectuar a calibração do
nefelómetro em mg/l utilizando
sedimentos finos da cobertura sedimentar da área em estudo (< 2 µm). Contudo, os resultados
não foram utilizados devido à grande dificuldade de se obter uma solução homogénea com as
argilas. Assim, efectuou-se, a intercalibração entre a turbidez (FTU) e a concentração da
matéria em suspensão obtida com os filtros (pág. 61).
2.4.Colheita e filtração de água
A colheita e filtração de água realizadas durante os cruzeiros PLAMIBEL, foram
anteriormente descritas por Oliveira (1994). Sucintamente, a colheita de água às diferentes
profundidades (até aos 130m) foi efectuada através de uma bomba submersível de sucção
ligada por uma mangueira a uma "mesa de filtração". Esta mesa é composta por 3 contadores
de água e igual número de válvulas reguladoras da pressão que permitem controlar o caudal de
água que passa nos filtros. Duas saídas estão directamente ligadas aos suportes de filtração
directa de água à pressão, com diâmetro de 47mm e 142mm, estando a outra livre para
controlo da pressão e recolha de água para filtração posterior.
Nos 3 cruzeiros realizados posteriormente utilizou-se igualmente um sistema de filtração
directo à pressão mas ligado a uma bomba de trasfega, que recolhe a água directamente dos
5m. Neste sistema, estruturalmente semelhante ao usado nos cruzeiro anteriores, todos os
elementos metálicos foram eliminados e substituídos por peças de PVC e Teflon, incluindo os
contadores (digitais), para impedir a contaminação dos filtros. Os volumes de água recolhidos
variaram em função dos filtros usados (Tabela III-4).
A níveis intermédios e perto do fundo (aproximadamente 5m do fundo), a colheita de água foi
feita usando as 12 garrafas de Niskin (volume de 1.70l) da "rosette" do CTD, sendo
posteriormente filtradas a bordo em rampa de filtração a vácuo. Aqui os filtros usados foram
só os de 47mm, com filtração de volumes semelhantes aos da superfície.
50
Capitulo III
Métodos
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Tabela III- 4. Tipo de filtros usados e volumes de água filtrados.
Filtro
Volumes filtrados (l)
HA Millipore (47mm, 0.45µm)
GFF Whatman (47mm, 0.7µm)
SARTORIUS (142mm, 0.45µm)
2-5
8-10
>30
Para o estudo específico do nanoplâncton calcário, as amostras de água de superfície foram
colhidas pelo método já descrito anteriormente, utilizando uma bomba de trasfega associada a
um sistema de filtração directo à pressão. As restantes amostras (níveis intermédio e de
fundo) foram colhidas com garrafas de Niskin associadas à "rosette" do CTD, sendo filtradas
a bordo usando o sistema tradicional de rampa de filtração a vácuo. Os filtros utilizados para
a realização desta análise foram os filtros HA da Millipore com porosidade 0.45µm e diâmetro
47mm. O volume de água filtrado variou de 1-5 l em função dos níveis amostrados. A lavagem
dos filtros para remoção dos sais minerais foi realizada com água da torneira filtrada e não
água destilada, subsaturada em carbonato de cálcio, para minimizar a destruição das pequenas
placas calcárias.
Os sedimentos de fundo foram colhidos durante os cruzeiros CORVET/96 e GAMINEX/98.
No primeiro cruzeiro foram utilizados o colhedor Smith McIntyre (SMT) e o colhedor vertical
Mark I, constituído por 4 tubos verticais de 12cm. Este último permite obter amostras não
perturbadas, mantendo intacta toda a zona superficial do sedimento (primeiros 10-12 cm). Nas
amostras colhidas com o SMT, para preservar os primeiros centímetros do sedimento colhido,
teve-se o cuidado de se realizar amostragens verticais (6-7cm) no seu interior, utilizando
frascos de plástico e tubos de PVC. No cruzeiro GAMINEX foram utilizados vários tipos de
colhedores (box-corers e corers de gravidade) mas neste estudo foram utilizadas as amostras
colhidas com o Reineck (box-corer).
Todas as amostras colhidas, foram seccionadas cm a cm e congeladas.
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Capitulo III
Métodos
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3. Trabalho laboratorial
3.1.Sedimentos em suspensão
3.1.1 Concentração da MPS (mg/l):
O método usado para determinação da concentração da MPS (mg/l) foi a filtração de um
volume conhecido de água, em filtros pré-pesados, com determinação posterior do peso do
material retido no filtro.
Os filtros GF/F (Tabela II-4) foram pesados, depois de uma passagem de 1 hora por uma
mufla (500ºC) para eliminar todos os restos de carbono orgânico, retirar a água e enrijar as
fibras de vidro.
Como modo de preservar os filtros a bordo e minimizar os riscos de aparecimento de fungos,
estes foram secos a 40ºC numa estufa durante 24h e guardados. Após o cruzeiro, foram
novamente secos por 12h (40ºC) e pesados, usando a mesma balança.
As concentrações de MPS são dadas pela relação seguinte:
[MPS] (mg/l) = (Pf-Pi) / Vf
Pi = peso inicial do filtro, Pf = peso após filtração e Vf = volume de água filtrado
3.1.2.Carbono orgânico particulado na coluna de água
Esta determinação foi feita nos filtros GF/F (Whatman) na Universidade de Bordéus I
(França). Os filtros foram colocados em taças refractárias e impregnados com HCl (2N) para
eliminar todos os traços de carbonatos; depois foram secos a 50ºC durante 12h para eliminar
o cloro. A seguir foram reduzidos a cinzas num forno de indução de alta temperatura
(1200ºC), tendo o CO2 libertado sido analisado por um detector de infravermelhos (LECO CS
125).
Os valores encontrados foram, no geral, muito baixos. Assim, teve que se corrigir os valores
encontrados com o valor de "branco" considerado. O valor de "branco" corresponde ao carbono
orgânico que se encontra no filtro e nos reagentes da análise. Representa normalmente 20 a
30% do valor bruto de carbono. O valor de "branco" considerado foi de 40µgC/l, tendo sido
retirado este valor a todos as concentrações de COP determinadas.
3.1.3. Análise dimensional - Microgranulometrias laser
Esta análise compreendeu a retirada prévia do material que se encontrava sobre os filtros de
142mm (-5m) e de 47mm (perto do fundo) por via húmido, segundo metodologia descrita por
Oliveira (1994), e a eliminação posterior da matéria orgânica com H2 O2 (20V). A fracção
52
Capitulo III
Métodos
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terrígena assim obtida, após ter sido concentrada num pequeno volume por centrifugação e
dispersa em ultra-sons, foi analisada num difractómetro laser (MALVERN 3600E, Mastersizer
X) da Universidade de Bordéus I.
A análise realizada na célula de leitura de pequeno volume e utilizando a lente de 100mm,
permitiu obter as frequências do material com dimensões entre 0.5 e 188µm, ou seja, todo o
material que normalmente se encontra em suspensão (areias finas, siltes e argilas).
A determinação dos parâmetros granulométricos (média, desvio padrão, assimetria) foi feita
através do método dos momentos, utilizando um programa para EXCEL, da Universidade de
Bordéus I, gentilmente cedido pelo Doutor O. Weber, o qual permitiu obter também a moda
principal e percentis 5, 50 e 95 da amostra.
Além da moda principal da distribuição granulométrica definida como o diâmetro mais
frequente de uma distribuição (Krumbein & Pettijohn, 1938), existem outros diâmetros, com
frequência mais elevada que as das classes adjacentes, constituindo as modas locais ou
secundárias. Tais distribuições são denominadas polimodais. O equipamento MALVERN com
elevada precisão, e que permite uma análise da distribuição quase contínua, permitiu detectar
essa polimodalidade. A moda foi detectada através da inspecção visual, com a identificação
dos picos (ou modas) das curvas de distribuição granulométrica efectuadas para os cruzeiros
CORVET96 e CLIMA97.
3.1.4. Composição da MPS
A observação do material retido nos
filtros foi feita utilizando quatro equipamentos
diferentes:
1.
Lupa binocular, com ampliação máxima de 250x, para um primeiro reconhecimento da
composição da matéria retida nos filtros. Pretendeu-se identificar maioritariamente
partículas terrígenas e organismos com carapaça ou corpo rígido (que resistiram ao
processo de secagem do filtro), com dimensões superiores a 40-50µm. Foi assim possível
estimar a proporção relativa entre componente orgânica e inorgânica (Apêndice B). Nesta
razão considerou-se essencialmente a cor do filtro (cor castanha representa um filtro rico
em material terrígeno; pelo contrário, com cor esbranquiçada ou esverdeado é rico em
material biogénico) e a quantidade de material fino depositado.
2.
Microscópio petrográfico (ampliação de 1250x), para reconhecimento e contagens de
organismos fitoplanctónicos pertencentes ao nanoplâncton calcário - cocolitóforos. A
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Capitulo III
Métodos
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estimativa da abundância destes organismos foi usada como traçador de massas de água
nas amostras colhidas durante os cruzeiros CORVET 96 e CLIMA97.
O número de cocosferas e cocólitos das espécies presentes foi determinado por análise de
uma área conhecida do filtro. A montagem de uma porção do filtro (quadrado de cerca de 1
cm2 ) numa lâmina de vidro foi feita utilizando um bálsamo (ENTELAN) que torna o filtro
transparente. Verificou-se que era necessário que o filtro ficasse bem impregnado deste
líquido para não ocorrer a rejeição do bálsamo pelo filtro, após a montagem. Para isso, é
necessário esperar cerca de 30 minutos para total impregnação do filtro, antes de se
colocar a lamela e proceder à libertação das bolhas gasosas retidas no líquido, por calor
(placa eléctrica).
Em cada filtro, a área de observação variou de 1.5 a 4 mm2 , dependendo da abundância de
cocolitóforos, mas contaram-se por amostra pelo menos 300 cocólitos com dimensões
superiores a 3µm.
O número de cocosferas e cocólitos contados foi extrapolado para a amostra total,
utilizando a fórmula seguinte:
nº ind/litro = N.Af/Ac.V
onde:
N é o n.º de espécimes; Af é a área total do filtro (mm2);
Ac é a área do filtro contada (mm2); V é o volume filtrado (l).
Foram considerados indeterminados as cocosfera e cocólitos parcialmente destruídas que
não possibilitavam uma identificação precisa.
Subsequentemente observaram-se ao microscópio electrónico de varrimento (pelo menos
20 campos a 1500x) algumas amostras seleccionadas para o reconhecimento de espécies
raras, aferição da sistemática e registo fotográfico.
3. Microscópio electrónico de varrimento (MEV). As análises ao microscópio electrónico
de varrimento foram efectuadas com o JEOL JSM-5200 LV do Departamento de Biologia
Ambiental da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Pequenos pedaços do filtro
foram cortados, antes de qualquer outra análise, para descrever a natureza das partículas
e reconhecer a relativa importância do material grosseiro e fino, agregados e material
litogénico. Esta análise possibilitou ainda a identificação e contagem dos cocolitóforos nos
filtros colhidos durante o cruzeiro CLIMA/97 e a observação e o registo fotográfico de
amostras seleccionadas.
54
Capitulo III
Métodos
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Devido à dificuldade de observação das cocosferas utilizando o método anteriormente
descrito e à difícil identificação das espécies de menor dimensão, optou-se por realizar as
contagens de cocosferas e cocólitos ao microscópio electrónico de varrimento, no segundo
lote de amostras (CLIMA 97). Este microscópio, mais versátil em termos de ampliações
(50 - 200.000 x), permitiu minimizar os erros das contagens das cocosferas e cocólitos
mais diminutos e reconhecer uma maior variedade de espécies de reduzidas dimensões.
Uma porção do filtro (1cm2 ) foi montada numa base de cobre, usando fita adesiva dupla de
carbono, sendo de seguida coberto por uma fina película de ouro e examinado ao
microscópio de varrimento. Por amostra, foi feita a contagem numa área de cerca de
0.5mm2 , realizada directamente sobre 24 fotografias tiradas com uma ampliação de 750x.
Em amostras onde a abundância era escassa fez-se a contagem directamente no
microscópio
electrónico
(ampliação
1500x).
Para
reconhecimento
e
documentação
(fotografias de pormenor) de espécies raras e de pequenas dimensões percorreu-se pelo
menos 20 campos com uma ampliação de 1500x.
4. Difractometria de raios X, (DRX) para identificação, caracterização e quantificação
dos minerais presentes em suspensão.
Preparação dos filtros para a análise mineralógica (DRX)
Os filtros não sofreram nenhum tratamento prévio para além da secagem normal à
temperatura de 40ºC. Para a análise da composição mineralógica por DRX da amostra não
orientada, colocaram-se os filtros directamente no porta-amostras. Efectuaram-se registos
difractométricos entre os 2º e os 40º "2θ" (ângulo de difracção), com os quais se obtiveram
resultados quali ta tivos e semi-quantitativos.
O material que se encontrava sobre o filtro foi posteriormente raspado e suspenso em água
destilada para a preparação de "agregados orientados" (onde se privilegia a orientação
preferencial dos cristais essencialmente tabulares dos minerais argilosos segundo os planos
basais). A análise posterior da mineralogia das argilas é idêntica à descrita seguidamente para
os sedimentos de fundo.
A análise do primeiro cm foi usado para comparação composicional e granulométrica com os
sedimentos em suspensão. Os métodos de análise usados compreenderam essencialmente:
55
Capitulo III
Métodos
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análise dimensional utilizando a difractometria laser (Malvern 3600E), em amostras
previamente desagregadas por ultra-sons; determinação do conteúdo em carbono orgânico,
segundo o método de Strickland & Parson (1972) adaptado por Etcheber (1981), medido
através do LECO CS-125; e difractometria de raios X (DRX).
3.2.1.Preparação das amostras de sedimento de fundo para a análise mineralógica (DRX)
Para a preparação das amostras seguiu-se o procedimento utilizado no Departamento de
Geociências, Universidade de Aveiro. Para obter as fracções <63µm e <2 µm procedeu-se ao
fraccionamento granulométrico das amostras. A fracção <63µm (fracção fina) foi obtida por
peneiração por via húmida (água destilada) da amostra total e depois seca em estufa à
temperatura de 40ºC. Seguidamente, procedeu-se à obtenção da fracção <2µm (fracção
argilosa) por sedimentação de acordo com a lei de Stokes. Uma parte (2 a 8 gramas) da
fracção <63µm foi desagregada por ultra-sons numa suspensão em água destilada. A suspensão
foi colocada em provetas de 100 ou 500 ml, consoante a toma (concentração sólidos/água
inferior a 3%), e utilizando-se como altura de queda 10 ou 20 cm, respectivamente, para a
extracção do separado inferior a 2µm. Nos casos em que a suspensão não estabilizava
naturalmente foi usado como desfloculante o hexametafosfato de sódio (0.1N). Com este
separado foram preparadas montagens de "agregados orientados", depositando um pouco
desta suspensão com uma pipeta sobre uma lâmina de vidro, deixando depois secar à
temperatura ambiente.
Estas lâ minas foram tratadas com glicerol e submetidas a tratamento térmico de 300ºC e
500ºC.
3.2.2.Composição mineral por D.R.X.
Para obtenção dos difractogramas utilizou-se o equipamento existente na Universidade de
Aveiro, que consiste num conjunto PHILIPS, formado por gerador PW 1130/90, goniómetro
PW 1050/70,
controlador do difractómetro PW 1710 e registador PM 8203A, usando
radiação KαCu (20mA, 30KV). A velocidade do goniómetro foi de 1º/min e a velocidade do
papel de 1cm/min.
Para proceder ao estudo da composição da fracção <63µm (amostra não orientada), retirou-se
do material seco e desagregado por leve moagem em almofariz de ágata uma porção de cerca
de 0.5g. Esta toma é montada com o mínimo de compressão na cavidade do porta amostras
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Capitulo III
Métodos
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padrão de alumínio, de base móvel, com o objectivo de não conferir ao material qualquer
orientação cristalina preferencial.
Nesta fracção efectuaram-se registos difractométricos entre os 2º e os 40º "2θ", para
obtenção dos resultados qualitativos e semiquantitativos. Para a análise da variação espacial
das presenças relativas dos minerais principais desta fracção (quartzo, feldspato potássico,
plagioclase, calcite, dolomite, siderite, gesso, opala e filossilicatos), determinaram-se as áreas
das respectivas reflexões mais características,
com a adequada correcção dos fundos,
considerando-se um fundo de altura média pré-determinada. Estas áreas foram igualmente
corrigidas tendo em conta os poderes reflectores dos minerais identificados, para os quais
foram considerados os valores apresentados na tabela III-5 (Rocha, 1993 e Rocha,
comunicação pessoal).
O estudo da composição mineral da fracção <2 µm foi efectuado sobre os agregados
orientados. Foram efectuados registos difractométricos entre os 2º e os 15º "2θ", na forma
natural, saturados com glicerol e por último submetidos a tratamento térmico a 300ºC e a
500ºC.
Na análise semi-quantitativa dos minerais argilosos foram seguidos os critérios recomendados
por Schultz (1964),
Thorez (1976) e retomados por Rocha (1993) tendo-se procedido à
identificação dos minerais principais e sua caracterização cristaloquímica (avaliação da
cristalinidade).
Tabela III- 5. Poderes reflectores adoptados (Rocha, 1993)
Mineral
d (Å)
Quartzo
Filossilicatos
Feldspato potássico
Plagioclase
Calcite
Dolomite
Gesso
Opala
Zeólitos
Halite
Siderite
Pirite
Caulinite
Ilite
Esmectite
Clorite
3.34
4.45
3.24
3.18
3.03
2.88
7.56
4.0
3.96
2.82
2.79
3.12
7
10
17 (glicerol)
14 (500º)
57
Poder
reflector
2
0.2
1
1
1
1
1.5
0.5
0.8
1.5
1
1
1
0.5
4
0.75
Capitulo III
Métodos
_______________________________________________________________________________________
Para a quantificação dos minerais argilosos foram consideradas as áreas das reflexões (001)
seguintes (Tabela III-5):
-
ilite, área do pico de 10Å na amostra natural;
-
esmectite a área do pico de 17Å na amostra glicolada;
-
clorite foi calculada a área do pico de 14ºÅ a 500º;
-
caulinite foi utilizado o pico a 7Å, da amostra natural, onde se retirou graficamente o
pico da clorite (002).
Tal como para os difractogramas da fracção <63µm, os fundos dos registos foram corrigidos
em relação a um fundo de altura pré-determinada e as áreas referidas foram também
corrigidas tendo em conta os poderes reflectores dos minerais identificados (Tabela III-5).
A determinação da cristalinidade, ou seja, o grau de perfeição estrutural, é usada
normalmente para reconhecer o metamorfismo de baixo grau dos xistos e ardósias (Frey,
1987). Contudo, pode ser utilizada para traçar possíveis áreas fontes e as principais linhas de
transporte em sedimentos recentes (Petschick et. al., 1996).
Neste estudo, foram utilizados os índices de cristalinidade da caulinite e da ilite.
Para a
avaliação da cristalinidade da caulinite, estimou-se a razão entre a largura a meia altura e a
altura do pico (001) no agregado orientado natural; quanto maior o valor do índice, menor será
a cristalinidade da caulinite.
Para a análise da cristalinidade da ilite, é frequentemente utilizada a forma da sua reflexão
basal (001), determinada no agregado orientado natural. Neste trabalho foi usado o índice de
Kubler (1964)/Segonzac (1969), ou seja, a largura, medida a meia altura, da reflexão basal a
10 •; quanto maior o valor numérico do índice de Kubler/Segonzac menor será a cristalinidade
da ilite. Uma ilite bem cristalizada apresenta a reflexão (001) relativamente estreita e
simétrica, enquanto pelo contrário uma ilite desorganizada exibe reflexões irregulares e mais
largas.
Os valores deste índice podem ser combinados com o método de Esquevin (1969) para a análise
da composição Al 2 O3 -FeO+MgO da camada octaédrica da ilite. Este autor, propôs um diagrama
que permite a caracterização da ilite em três zonas (fig. III-2),
conforme o grau de
diagénese. Este tipo de representação dos dados cristaloquímicos é útil, por exemplo, para a
análise de uma argila rica em ilite que sofreu uma evolução desde as condições diagenéticas
para aquelas existentes na epizona; tanto a cristalinidade como a composição da ilite são
tomadas em consideração.
58
Capitulo III
Métodos
_______________________________________________________________________________________
Largura do máximo (001)
(Indice de Kubler)
.5
Zona de diagénese
.4
0.42
.3
Zona de anchimetamorfismo
0.25
.2
.1
Zona de metamorfismo
ou epizona
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Biotite Biotite
Phen- Moscovite
+
gite
Moscovite
Figura III-2.Gráfico de Esquevin (1969).
59
0.7
0.8
I(002)/I(001)
Capitulo III
Métodos
_______________________________________________________________________________________
5. Intercalibração entre a turbidez e a concentração de matéria em suspensão
À superfície (-5m), a matéria particulada em suspensão foi amostrada utilizando o sistema de
filtração directo à pressão. Perto do fundo (a cerca de 5m acima do fundo) e a níveis
intermédios, foram utilizadas as garrafas hidrológicas. As concentrações foram obtidas
através do peso dos filtros.
Esta intercalibração permite interpretar as variações da turbidez ao longo dos perfis
verticais obtidos com o nefelómetro Aquatracka III, acoplado com o CTD MARK II.
Este nefelómetro, que mede a dispersão da luz ultravioleta (440nm) nas partículas de matéria
em suspensão, usa um detector que não sofre interferência da luz solar. Permite obter
valores de turbidez que variam entre 0 e 10 f.t.u (que correspondem a 0.980 - 2.8 volts). O
seu uso e calibração seguiram as recomendações do fabricante (Apêndice A).
Na figura III-3, a turbidez (f.t.u.) está representada em ordenadas e as concentrações
(g/m3 ) em abcissas. Estes valores foram medidos para 3 campanhas oceanográficas, utilizando
na primeira campanha (CORVET 96) 63 amostras de 45 estações de CTD e na segunda (CLIMA
97) 63 amostras de 47 estações de CTD, colhidas em níveis de alta turbidez (CNF e CNS). Na
3º campanha (OMEX 99) foram também efectuadas colheitas aos 30, 45 e 80m, normalmente
em águas límpidas, com baixos valores de turbidez. Foram utilizados 132 amostras de 55
estações de CTD.
Para cada campanha foram separadamente analisados os dados obtidos
para cada uma das camadas nefelóides, de superfície (CNS) e de fundo (CNF). Em todos os
cruzeiros existe uma boa correlação entre os conteúdos de MPS e os valores de turbidez para
a CNF, com coeficientes de regressão (R2 ) de 0.90, 0.97 e 0.92, respectivamente. Para a CNS,
a correlação é mais baixa (0.6 e 0.5), com excepção para o cruzeiro CORVET (R2 =0.889), que
apresenta correlações similares em ambos os níveis. Nos níveis intermédios do cruzeiro OMEX
II/99, a correlação entre FTU e g/m3 , é superior (R2 =0.72) comparativamente à encontrada
na CNS, mas mais baixa do que para a CNF.
Estes resultados podem ser explicado pelo tipo de partículas dominantes em cada um dos
níveis (ver análise ao MEV). A CNS é geralmente menos túrbida e rica em partículas orgânicas
grosseiras, com conteúdo elevado em água (e portanto com baixa intensidade de dispersão por
unidade de peso da MPS), enquanto que a CNF é dominada por partículas finas inorgânicas, com
alta intensidade de dispersão (McCave, 1983; Richardson & Gardner, 1985; Hall et al., 2000).
Nos níveis intermédios, de águas mais limpas, os agregados de dimensões superiores já se
tornam mais raros, aumentando assim a correlação.
60
Capitulo III
Métodos
_______________________________________________________________________________________
10.0
CORVET96
(Novembro)
9.0
Filtros -5m
Filtros níveis
intermédios
Filtros fundo
8.0
Turb.(FTU)
7.0
CNF
Y = 0.197 * X
R2 = 0.898 n=23
6.0
5.0
CNS
Y = 0.426 * X
R2 = 0.889 n=23
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0
2
4
6
8
10
Conc.
12
14
16
18
20
(g/m3)
10.0
CLIMA97
(Decembro)
9.0
8.0
7.0
Turb.(FTU)
6.0
CNF
Y = 0 .5 70 * X
R 2 = 0 .97 3 n= 4 5
5.0
4.0
3.0
CNS
Y = 0.273 * X
R 2 = 0.50 n= 44
2.0
1.0
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
C onc. (g/m 3)
2.0
Turb.(FTU)
OMEXII/99
(Maio)
CNF
Y = 0.308 * X
2
R = 0.92 n= 44
1.0
CNS
Y = 0.097 * X
R2 = 0.60 n=44
CN I
Y = 0.066 * X
R2 = 0.72 n=41
0.0
0
2
4
6
3
Conc. (g/m )
Figura III- 3. Relação entre a turbidez (FTU) e o conteúdo em MPS (g/m3) para os cruzeiros CORVET
96 (Novembro 1996), CLIMA 97 (Dezembro 1997) e OMEX II/99 (Maio 1997). CNS= camada nefelóide
de superfície; CNF= camada nefelóide de fundo; n= nº de amostras; R2=correlação; Y= turbidez (FTU);
X=Concentração (g/m3).
61
Capitulo III
Métodos
_______________________________________________________________________________________
Segundo Kate (1996), 98% das partículas que o nefelómetro detecta são inferiores a 2 µm.
Hall et al. (1999), comparando perfis verticais obtidos por um nefelómetro e por
umtransmissómetro, concluíram que as diferenças entre os dois sinais dão informações sobre
a população das partículas. O transmissómetro mostra um excesso de carga de partículas nos
primeiros 150m da coluna de água em relação ao nefelómetro, o que poderá estar
directamente relacionado com o conteúdo em carbono orgânico.
A figura III-3, mostra que o declive das rectas FTU-concentração varia conforme as
diferentes épocas do ano. Esta variação mais evidente na CNS (com a redução do ângulo do
declive das rectas, do cruzeiro de Novembro ao cruzeiro realizado em Maio), poderá também
estar relacionada com o tamanho das partículas e com a produção biológica sazonal. No
cruzeiro de Novembro, o ângulo de declive superior está possivelmente relacionado com a
abundância de partículas terrígenas e com o facto dos restos biogénicos serem constituídos
maioritariamente por pequenos cocolitóforos. Em Dezembro, o conteúdo biogénico aumentou
ligeiramente (ver conteúdo em COP), com partículas de maiores dimensões. Em Maio, devido ao
aumento da produtividade biológica, as partículas biogénicas de dimensões superiores tornamse abundantes, originando a redução do ângulo de declive da recta.
62
Capitulo IV
Hidrologia da plataforma e vertente continental NW Portuguesa
_______________________________________________________________________________________
CAPITULO IV
É actualmente aceite que a estrutura hidrológica (temperatura e salinidade)
das águas da
plataforma continental tem um papel fundamental na dispersão e manutenção da matéria
particulada em suspensão (MPS), tanto a de origem continental (partículas minerais,
contaminantes, nutrientes, matéria orgânica), como a de produção biológica (Drake, 1971;
McCave, 1975, 1979; Castaing, 1981; Nittrouer, 1994). Assim, a realização de campanhas
conjuntas onde se aliam estas duas componentes, hidrológica e sedimentológica, é essencial
para a compreensão desta problemática.
Na plataforma portuguesa só muito recentemente se começaram a realizar campanhas
oceanográficas em que se associou a componente hidrológica com o estudo da distribuição
espaço-temporal da MPS. Os primeiros cruzeiros foram realizados no inicio da década de 90
(PLAMIBEL e PLUTUR) e tiveram como objectivo o estudo das plumas dos rios minhotos
(Oliveira et al., 1994, 1995; Oliveira, 1994) e dos rios Tejo e Sado (Garcia, 1997; Jouanneau et
al., 1998), compreendendo essencialmente a plataforma interna e média dos sectores em
estudo.
Actualmente este estudo alargou-se a outros domínios, nomeadamente mais profundos e a
massas de água específicas, como a Veia de Água do Mediterrâneo (Freitas et al., 1998).
Neste capí tulo apresentam-se os resultados obtidos em seis campanhas oceanográficas
(Tabela IV-1). Os resultados obtidos durante as campanhas PLAMIBEL (Oliveira, 1994) são
re-interpretados para se obter uma visão mais alargada e plurianual dos processos de
dispersão da MPS que ocorrem na plataforma e vertente continental NW Portuguesa.
Tabela IV- 1. Campanhas oceanográficas realizadas entre 1990 e 1999, na plataforma NW portuguesa
pelo Instituto Hidrográfico.
Campanhas
Datas
PLAMIBEL I
PLAMIBEL II
PLAMIBEL III
CORVET 96
CLIMA 97
OMEX II/99
13-19 Setembro 1990
11-20 Março 1991
14-19 Janeiro 1992
1-22 Novembro 1996
6-16 Dezembro 1997
6-28 Maio 1999
63
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
1. Campanhas oceanográficas
1.1.Campanha PLAMIBEL I (Verão, 1990)
Neste cruzeiro, que decorreu no período de 13 a 19 de Setembro de 1990, foram ocupadas 49
estações hidrológicas, cobrindo parte da plataforma interna e média da região em estudo (fig.
IV-1).
42ºN
ho
in
M
S1
Lima
S4
Cávado
41º30'N
Ave
Douro
9ºW
41ºN
Figura IV- 1. Mapa das estações hidrológicas ocupadas durante o cruzeiro PLAMIBEL I e localização dos
perfis referidos no texto.
No Verão de 1990, os débitos fluviais foram muito baixos, tendo os caudais mínimos anuais
(<130 m3 /s para o Douro) sido registados nos meses precedentes ao cruzeiro (Julho e Agosto),
(Fig.lV-2). A média mensal para o mês de Setembro do caudal dos rios Minho, Lima, Cávado e
Douro foi respectivamente de 34,4 m3 /s, 8,12 m3 /s, 17,71 m3 /s e 151m3 /s.
64
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
500
Caudais médios diários (m3/s)
450
Douro (Est. Crestuma-Lever)
Minho (Est. Foz do Mouro)
Cavado (Est. Barcelos)
Lima (Est. Pt.Lima)
400
350
300
Cruzeiro
250
200
150
100
50
14-09-1990
30-08-1990
15-08-1990
31-07-1990
16-07-1990
01-07-1990
0
Figura IV- 2. Caudais dos principais rios minhotos, para o período que procedeu a campanha PLAMIBEL I
e para a semana do cruzeiro (fonte: CPPE e INAG).
O cruzeiro foi realizado num período de marés vivas, tendo a amplitude de maré variado entre
1,4m e 2,9m.
Esta campanha decorreu em condições de bom tempo. Observações efectuadas a bordo
permitiram constatar que a ondulação foi de W a SW inferior a 1m nos primeiros 4 dias,
passando nos últimos 3 dias para ondas de W com altura ligeiramente superior a 1m. Na
primeira parte do cruzeiro (13-16 Setembro), o vento soprou fraco de NNE-NNW, enquanto
que na segunda parte predominaram os ventos de Este.
1.1.3.Diagramas TS de superfície
Durante o cruzeiro PLAMIBEL I na plataforma continental estavam presentes à superfície
duas massas de água (fig. IV-3):
I.
uma massa de água quente (T>18.5ºC) e menos salina (S<34.7ºC) resultante da
mistura das águas dos rios (principalmente do Douro e Lima) com a oceânica ;
II.
uma massa de água superficial quente (16.5<T<19ºC) e mais salina que a
anterior (S>35), que cobria o resto da plataforma.
A.4. Diagrama TS de fundo
Junto ao fundo, a segunda massa
de água superficial só ocorre em 2 estações menos
profundas, apresentando a maioria das estações uma nova massa de água tipicamente oceânica
65
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
com salinidades sempre superiores a 35.5 e temperaturas mais baixas, que variam entre 15.0 e
12.9 ºC (fig.IV-3).
A
20.0
19.0
I
Temperatura (ºC)
18.0
42ºN
ll
17.0
16.0
15.0
14.0
41ºN
13.0
32.0
B
33.0
9ºW
34.0
Salinidade
35.0
36.0
20.0
19.0
Temperatura (ºC)
18.0
ll
42ºN
17.0
16.0
15.0
III
14.0
41ºN
9ºW
13.0
32.0
33.0
34.0
Salinidade
35.0
36.0
Figura IV- 3. Diagramas TS de superfície (A) e fundo (B), cruzeiro PLAMIBEL I
(Setembro 1990). I,II e III designam as diferentes massas de água descritas no texto.
A distribuição horizontal da salinidade (fig.IV-4) mostra um gradiente pouco pronunciado, com
valores de salinidade inferiores a 34,7 perto da desembocadura dos rios Minho, Lima e Douro
e valores máximos de 35,8, na plataforma média (isóbata dos 100m).
66
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
42ºN
Salinidade de superficie
inh
M
35.8
35.8
35.8
35.8
35.8
34.5
35.9
35.7 35.3
35.5
35.2
34.835.4
35.4 34.8
35.734.634.8 34.7
34.6
35.6
35.7
o
Lima
35.7 35.5
35.0
35.8
35.6 Cávado
41º30'N
35.4
35.6
35.6
Ave
35.5 35.7
35.2
35.1
34.6
34.7 35.5
33.8
Douro
41ºN
35.4
35.6
35.7
35.7
35.8
9ºW
Figura IV- 4. Distribuição horizontal da salinidade à superfície (Setembro 1990).
Os perfis E-W de salinidade mostram que, durante este cruzeiro, existia uma estratificação
salina lenticular, limitada aos primeiros metros da coluna de água (6-7m), em relação com as
águas fluviais. Como as estações não foram efectuadas todas no mesmo estado da maré, a que
acresce o fraco débito fluvial, nem sempre os valores de salinidade mais baixa (relacionados
com o ciclo de maré anterior) se encontram na estação mais perto da costa (Fig.IV-5).
Figura IV-5. Salinidade observada
na secção 1 (Setembro 1990).
67
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
Em Setembro de 1990, a temperatura das águas superficiais era elevada, com valor médio de
18ºC, variando de 16,9ºC, na plataforma média ao largo do rio Minho a 18,8ºC nas proximidades
do rio Douro (fig.IV-6).
42ºN
Temperatura de superficie
inh
M
16.9
17.0
18.3
17.2
17.9
18.8
15.8
17.5 17.9
17.6
17.4
18.917.4
18.4 18.6
17.717.8 17.9 18.1
18.6
17.5
18.0
o
Lima
18.0 18.4
18.6
18.1
18.0
Cávado
41º30'N
18.8
18.7
17.7
18.2
Ave
17.7
18.8
18.7
41ºN
18.7
18.6
18.2
18.0 17.4
18.4
Douro
18.3
18.3
18.5
9ºW
Figura IV- 6. Distribuição horizontal da temperatura à superfície (Setembro 1990).
A coluna de água apresentava considerável estratificação térmica (4ºC em 50m), encontrandose as isotérmicas praticamente horizontais. As temperaturas variaram entre os 18ºC à
superfície e os 13ºC aos 75m de profundidade.
1.1.9. Gradientes de turbidez de superfície e de fundo
Os valores de turbidez à superfície e no fundo eram da mesma ordem de grandeza,
encontrando-se os valores mais elevados na proximidade dos rios Lima, Cávado, Ave e Douro
(fig. IV-7). À superfície, as linhas dos 3 e 2 f.t.u. encontravam-se mais afastadas da costa,
indicando nitidamente haver uma dispersão maior das partículas à superfície do que no fundo.
68
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
42ºN
42ºN
Turbidez de superficie
Turbidez de fundo
M
in
ho
M
1.8
1.70.3
3.2
1.4
5.3
3.3 0.02.1
2.8
1.6
0.4
1.8
1.0
1.6
1.2 1.01.0
0.9
0.6
2.9
2.1
0.5
Lima
1.1 0.0 1.5
0.0
0.3
0.0
o
1.9
0.91.0
1.7
0.5
inh
4.1
3.6
1.5
3.2
0.7
Lima
0.9 0.6 1.2
0.9
1.9
0.8
1.8
1.5
2.7
4.1
1.5
3.7
1.8
0.5
1.4
3.0
Cávado
41º30'N
Cávado
41º30'N
1.9
2.3
2.9
Ave
1.5
5.9
1.1
1.5
2.8
3.2
41ºN
2.9
1.7
1.4
1.8
1.4
3.2
7.4
3.2 3.5
3.8
Douro
2.9
1.8
Ave
3.8
1.9
8.6
1.5 2.6
3.2
Douro
41ºN
9ºW
1.5
1.3
1.7
0.7
1.6
9ºW
Figura IV- 7. Distribuição da turbidez à superfície e junto ao fundo, para o cruzeiro PLAMIBEL I.
Na plataforma média ocorrem pontualmente valores superiores a 2 f.t.u. Estes valores,
dificilmente explicáveis se considerarmos apenas a localização das estações a que respeitam,
poderão ser interpretados tendo em conta a percentagem de carbono orgânico do material
colhido (próximo capítulo). As plumas túrbidas dos rios localizavam-se, aproximadamente, em
frente à desembocadura destes.
1.1.10. Perfis E-W de Turbidez
Na proximidade da costa, a cerca de 600m, a coluna de água encontrava-se muito homogénea,
com as isolinhas praticamente verticais. A partir dos 2-4km começava-se a diferenciar uma
CNS e uma CNF, separadas por vezes por níveis intermédios com turbidez superior a 2 f.t.u.
(Fig. IV-8). Em varias secções os valores de turbidez registados na CNS e na CNF eram mais
elevados na plataforma média a externa do que na proximidade dos rios. Segundo Oliveira
(1995), estes valores mais elevados encontram-se, provavelmente, relacionados com o
enriquecimento em partículas biogénicas da CNS e a resuspensão local de sedimentos finos do
fundo que vão fornecer a CNF.
69
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
Figura IV-8. Nefelometria observada
na secção 4 (Setembro 1990).
1.1.11.Interpretação das condições hidrológicas e de circulação
Este cruzeiro realizou-se no final do verão, com ventos predominantes de Este, não se tendo
detectado a ocorrência de upwelling. Foi precedido por uma situação de caudais fluviais
baixos, sendo a plataforma continental pouco perturbada por fluxos de origem continental. As
águas superficiais da plataforma apresentavam temperaturas elevadas (T>17ºC), com
aquecimento solar da camada superficial que afectou os primeiros 10-20m da coluna de água.
As águas dos estuários apresentavam temperaturas superiores a 18ºC. Os valores mais baixos
de salinidade encontra va-se associados com os rios Douro e Lima.
A turbidez era pouco elevada. Contudo, registaram-se alguns valores altos de turbidez na
plataforma média, à superfície, relacionados possivelmente com o aumento da
componente
orgânica da MPS. No fundo, a turbidez era mais elevada perto da desembocadura dos rios. Foi
observada uma maior dispersão das partículas à superfície do que no fundo.
70
Capitulo IV
1.2. Campanha CORVET (Outono, 1996)
Neste cruzeiro foram ocupadas 94 estações, distribuídas pela plataforma continental Oeste
Portuguesa. Na 1º parte do cruzeiro, que decorreu entre 2 e 9 de Novembro, foi realizado um
estudo regional, com três secções longas (fig.IV-9): uma, de direcção N-S ao longo do
meridiano 12ºW, com 10 estações; e duas perpendiculares à batimetria, a primeira entre o
cabo de S. Vicente e o Banco de Gorringe (19 estações) e a segunda ao longo do meridiano
41º30' (11 estações). Na 2ª parte do cruzeiro (17-22 de Novembro) foi conduzido um estudo
local na região a norte do paralelo 41ºN, na qual se ocuparam cerca de 54 estações
distribuídas por 7 secções (Fig. V-21). Esta parte do cruzeiro foi conduzida de norte para sul,
tendo sido interrompida por um período de temporal de 2 dias (19-20 de Novembro), que
alterou as condições oceanográficas prevalecentes.
-12
42
-11
-10
-9
-8
42ºN
Cruzeiro CORVET96
(2º parte)
3
43 42 41
S1
3 7 3 63 53 4 Póvoa
39
do Varzim
Montanha de
Vigo
S2
Li ma
S3
41
S4
S5
2
28
0
Canhão da Nazaré
Lisboa
23
21
37
1
16
Douro
9º00' W
41ºN
200
Oceano
38
S7
10 0m
39
25
10km
S6
PORTUGAL
40
2 00 m
Atlantico
41º30'N
6
4
1
8
14
36
Figura IV-9. Mapa das estações hidrológicas ocupadas durante o cruzeiro CORVET96; 1º parte com 40
estações distribuídas por 3 secções longas e 2º parte com 54 estações localizadas na região em estudo.
71
Capitulo IV
No inicio do Outono de 1996, os caudais fluviais eram baixos, reflexo de quatro anos de seca e
de um Verão quente e seco. Contudo, durante o decorrer do cruzeiro (2ª parte), ocorreram
variações significativas do débito fluvial dos rios, devido às condições meteorológicas
prevalecentes. Os rios Douro e Minho foram os que apresentaram variações mais
significativas, com valores de caudal de cerca de 99 m3 /s e 131m3 /s, no inicio, passando para
756 m3 /s (Est. Crestuma-Lever) e 934 m3 /s (Est. Foz do Mouro), no final do cruzeiro.
Durante este período, os rios Lima e Cávado, com maior controlo das barragens, apresentaram
poucas variações, mantendo os caudais baixos. Para estes rios, os valores de caudal médio
foram de 22m3 /s (Est. Touvedo) e 42 m3 /s (Est. Caniçada), respectivamente (Fig. lV-10).
Caudais médios diários (m3/s)
1000
900
Lima(Est. Touvedo)
Minho(Est. Foz do Mouro)
800
700
Cavado(Est.Caniçada)
Douro(Est.Crestuma)
600
Cruzeiro
500
400
300
200
100
21-11-1996
16-11-1996
11-11-1996
06-11-1996
01-11-1996
0
Figura IV-10. Caudais dos principais rios minhotos, para o período anterior ao cruzeiro e período da
campanha CORVET 96 (fonte: CPPE).
A segunda parte do
cruzeiro foi iniciada em período de marés mortas (3 primeiros dias),
tendo sido maioritariamente realizada em marés vivas (9-16 de Novembro), com diferença
máxima de altura entre maré cheia e vazia de 2,8m (11 de Novembro, Lua Nova).
O cruzeiro desenrolou-se com tempo instável, com a passagem de várias depressões a norte
da Península Ibérica. Estas depressões, vindas de Oeste, provocaram mau tempo, com
ondulação superior a 4m, ventos fortes e precipitações elevadas. Contudo, o anticiclone dos
Açores persistiu a latitudes altas até à primeira semana de Novembro, prevalecendo, até
essa altura, as condições de upwelling, com ventos de norte.
72
Capitulo IV
O primeiro temporal ocorreu a 11 de Novembro, quando uma baixa pressão passou acima da
Península Ibérica e o segundo uma semana depois, a 19 de Novembro, quando um núcleo de
baixas pressões se movia através do Golfe da Biscaia. Em ambos se registaram alturas
significativas de ondas superiores a 6m e altura da onda máxima acima dos 10m. O período
médio foi superior a 14s e 12 s, respectivamente (Vitorino, 1998). O vento era forte de SW
(velocidade superior a 10 m/s), promovendo um regime de downwelling na plataforma norte
portuguesa. Nos restantes dias do cruzeiro, a altura da onda variou entre 1,5-3m de NNWNW com vento de NW, soprando por vezes forte de SW.
1.2.3. Diagrama TS de superfície
Na área em estudo estavam presentes à superfície três massas de água (Fig. IV-11):
I. uma massa de água estuarina fria (T<14ºC) e menos salina (S<32), representada
apenas por uma estação, feita após o temporal de 19 de Novembro.
Localizava-se a
norte da desembocadura do rio Douro;
II. uma massa de água costeira fria (13,7ºC<T<14,2ºC), mais salgada (34,8<S<35,5),
localizada, antes do temporal de 19 de Novembro, na plataforma interna e média. Depois
do temporal, limitava-se à plataforma interna.
III.
uma massa de água com características marinhas (S>35,5) e com temperaturas
variáveis (13,7ºC<T<16ºC), que ocupava quase toda a plataforma, após o temporal .
1.2.4. Diagrama TS de fundo
No fundo observava-se também três massas de água:
IV. uma massa de água costeira que apresenta temperatura baixa (13,5-14ºC) e
salinidade inferior a 35,7
V. água central do Atlântico Norte, ramo subtropical (T>13ºC), que cobre o resto da
plataforma;
VI. massa de água do bordo da plataforma, mais fria, que incorpora Água Central do
Atlântico Norte, modificada devido à interacção com outras massas de água.
73
Capitulo IV
16.0
42º N
Temperatura (ºC)
15.5
15.0
III
14.5
14.0
II
I
41º N
13.5
13.0
31.0
9º W
32.0
33.0
34.0
Salinidade
35.0
36.0
37.0
16.0
15.5
42º N
Temperatura (ºC)
15.0
CW
14.5
IV
14.0
13.5
V
13.0
12.5
12.0
VI
11.5
41º N
9º W
11.0
34.0
34.5
35.0
35.5
Salinidade
36.0
36.5
Figura IV-11. Diagramas TS para as águas superficiais (5m) e perto do fundo, para o cruzeiro
CORVET96. Na fig. B, esta representada a linha de TS da água Central do Atlântico Norte (CW).
I,II,III, IV, V e VI representam as massas de água referidas no texto.
Esta campanha de mar foi interrompida por um temporal (19 de Novembro) que alterou
completamente as condições oceanográficas prevalecentes e permitiu realizar a mesma secção
em situação contrastada (secção 4 e 5). Assim, o mapa de distribuição da salinidade apresenta
uma estrutura salina complexa e uma descontinuidade provocada por este episódio mais
energético (fig. IV-12).
74
Capitulo IV
Antes do temporal prevalecia a situação de upwelling, com as plumas dos rios a expandirem-se
pela plataforma média. Os valores mais baixos de salinidade estavam relacionados com a
desembocadura do rio Minho. De salientar, nas secção 3 e 4, os baixos valores de salinidade
(S<35,5) encontrados sobre a plataforma média, os quais poderão ter origem no estuário do
rio Douro.
Com o temporal, passou-se para uma situação de downwelling, provocada pelos ventos fortes
de SW que empurraram a água superficial para a costa. As ondas com alturas médias
superiores a 6m promoveram a mistura e homogeneização da coluna de água. As duas secções
realizadas apenas permitiram a identificação da pluma do Douro, muito restringida à
plataforma interna e a norte da desembocadura deste rio. As águas oceânicas, com valores de
salinidade muito homogéneos, ocupavam praticamente toda a plataforma.
Salinidade de superfície
36.0
35.7 35.7
35.9 35.8
35.8
35.6
35.3
35.4
34.9
35.6 35.5 35.5
Lim a
35.6
Temporal
11 Nov.
35.5
35.3
35.9
35.7 35.4
35.8
35.835.8
35.5
35.1
35.5
35.7
35.5
35.6
35.7
35.0
4
41º30'N
0
10km
35.9 35.9
35.835.5 35.6
35.7 35.6 35.6 35.635.5
35.7
35.735.6
35.6 31.8
Douro
100m
9º00'W
Figura IV-12. Distribuição horizontal da salinidade à superfície. Na figura observam-se dois domínios, um
antes e outro depois do temporal de 19 de Novembro de 1996, assinalados pela seta a negro.
Antes do temporal, a secção 1 revela a existência de uma pluma superficial dessalinizada do
rio Minho, com uma extensão de cerca de 18 km e uma profundidade que varia entre os 7m
(junto à costa) e os 36m, ou seja, existia uma estrutura halina típica, com salinidades mais
baixas perto da desembocadura do rio, aumentando para o largo (Fig. IV-25). Contudo, tal
75
Cruzeiro CORVET 96
Salinidade
Novembro 96
0
0
35.8
35.9
35.8
-200
35.7
-400
-400
35.8
35.9
36.0
-600
Depois do temporal
0
35.9
35.9
Secção 2
S
-200
0
Secção 3
S
.7
35
Prof.(m)
35.8
0
35.8
35.9
Secção 1
S
-200
Antes do temporal
35.8
-200
0
0
35.8
Secção 4
S
35.9
-200
-200
36.3
-400
-400
36.2
35.7
-400
35.9
Secção 6
S
35.9
Secção 5
S
Secção 7
S
-200
35.8
35.8
-400
-400
-600
-600
35.8
36.1
-600
36.1
35.9
-600
-600
36.0
36.0
35.9
35.8
-600
36.0
36.1
35.9
36.0
35.9
-800
-50
0 -800
-25
-800
36.2
36.2
-800
35.8
-800
36.2
-800
-50
36.2
km
km
35.7
76
-50
-25
0 -1000
-50
35.6
km
42º N
Cruzeiro CORVET96
36.3
-1200
0
-50
-25
0
km
35.4
36.3
S1
35.0
36.2
-1400
S2
-25
km
35.5
32.0
Lima
S3
-50
S4
S5
-25
0
km
41º30'N
0
-25
10km
S6
S7
20 0m
Douro
1 00 m
9º W
41ºN
Figura V-16. Secções E-W de salinidade, realizadas durante o cruzeiro CORVET96
-50
-25
km
0
0
Capitulo IV
não se verifica nas secções 2, 3 e 4, onde as áreas menos salinas se encontravam na
plataforma média, longe da desembocadura dos rios resultantes, provavelmente, de ciclos de
marés anteriores e afastadas da costa pelos ventos de N-NW (resultantes do período de
upwelling verificado anteriormente). Na secção 3, a área com salinidade inferior a 35,5
encontrava-se a mais de 20km da costa, ocupando os primeiros 13m da coluna de água. Na
secção 4, esta massa de água desenvolvia-se entre os 19km e os 30 km da costa, ocupando os
primeiros 23m da coluna de água.
Depois do temporal, a secção 5 mostra uma maior homogeneização da coluna de água. Junto à
costa, detecta-se a presença de uma pequena pluma superficial dessalinizada, provocada pelo
aumento do caudal dos rios da região (Cávado e Lima), nitidamente separada da massa de água
menos salina da plataforma média, agora menos estratificada.
As secções 6 e 7 apresentam baixa estratificação salina, embora na última secção realizada
seja possível individualizar a pluma do rio Douro, muito limitada à plataforma interna (5 km da
costa) e ocupando os 14m superficiais da coluna de água.
1.2.7. Gradiente de Temperatura
Antes do temporal, a distribuição da temperatura à superfície (fig. IV-14) permite assinalar a
ocorrência de águas com temperaturas ligeiramente inferiores a 14ºC, na plataforma interna e
média. No entanto, as temperaturas na imediação da desembocadura do rio Minho eram
superiores (T=14,1ºC), mostrando que as águas dos rios ainda não tinham atingido as
temperaturas características do período de Inverno (T<12,5ºC), verificadas no cruzeiro
CLIMA97. A imagem de satélite, da semana de 3 a 9 de Novembro mostra que existia junto à
costa uma massa de água mais fria, com temperaturas entre 13 e 14ºC, resultante da mistura
das águas dos rios da região com a massa de água oceânica, mais quente (T>14ºC), mas também
ao fenómeno de upwelling que traz para a superfície águas com esta temperatura (Fiúza,
1982).
Após o temporal, as águas oceânicas encontravam-se mais perto da costa, com a isolinha dos
14ºC a deslocar-se cerca de 15 km da posição anterior. Contudo, a imagem de satélite (10-16
Novembro), que resulta da composição da temperatura superficial das águas durante 6 dias,
mostra o aumento de importância da massa de água costeira fria durante este período, como
resultado do aumento do caudal dos rios.
77
Capitulo IV
A
Temperatura superfície (-5m)
15.9
14.314.5
14.4
13.9 14.1
14.9 14.6
14.2
14.0 13.9 13.9
14.1
Lima
14.2
14.0
13.9
15.514.6 13.7
15.2
15.114.9
Temporal
11 Nov.
13.9
13.8
13.7 13.8
14.1 13.8
13.8
13.8
B
41º30'N
0
10km
15.5 15.2
14.514.3 14.2 14.114.0
14.914.3 14.3 14.8 14.714.2
14.2 14.0
Douro
100m
9º00' W
B
Figura IV-14. Carta de temperatura superficial da campanha CORVET96: A- Temperatura obtida por
imagem de satélite do período de 3-9 Novembro de 1996); B- Temperatura obtida por imagem de
satélite do período de 10-16 Novembro de 1996 (imagens cedidas gentilmente pelo Remote Sensing Data
Analysis Service of the Plymouth Marine Laboratory). Na figura observam-se dois domínios, um antes e
outro depois do temporal de 19 de Novembro de 1996, separados pela seta a negro.
A coluna de água sobre a plataforma interna e média é muito homogénea do ponto de vista
térmico, apresentando valores inferiores a 14ºC. Nas estações mais externas a camada de
mistura pode atingir os 40m de profundidade (fig. IV-15).
0
0
20
a
70
68
20
b
Secção 4
40
40
Secção 5
60
80
80
Prof. (m)
Prof. (m)
60
100
120
140
100
120
140
160
160
180
180
200
200
12
13
14
T (ºC)
15
16
13
14
15
16
T (ºC)
Figura IV-15. Perfis verticais de temperatura; a) antes do temporal (secção 4) e b) depois do temporal
de 19 de Novembro (secção 5).
78
Cruzeiro CORVET 96
Temperatura
Novembro 96
0
0
0
-200
14.0
-200
0
13.0
14.0
Secção 2
T (ºC)
Depois do temporal
15.0
14.0
13.0
Secção 3
T (ºC)
-200
13.0
-200
Secção 4
T (ºC)
-400
12.0
-400
17.0
Secção 5
-200
T (ºC)
Secção 6
T (ºC)
-200
13.0
13.0
Secção 7
T (ºC)
13.0
-400
-400
-400
12
-400
12.0
14.0
15.0
14.0
-200
12.0
-400
0
0
0
14.0
14.0
Secção 1
13.0
T (ºC)
Antes do temporal
12.0
.0
12.0
12.0
16.0
-600
-600
-600
-600
15.0
12.0
-800
-50
-25
0
12.0
14.0
-800
-800
-800
79
km
-25
km
11.5
11.5
-1200
S1
-50
12.0
0 -1000
42º N
Cruzeiro CORVET96
0
-50
-25
0
-50
km
11.0
11.0
10.0
S2
Lima
-1400
S3
S4
S5
-50
41º30'N
0
9.0
-25
0
km
10km
S6
S7
2 0 0m
Douro
10 0m
9º W
-50
12.0
-25
km
km
-25
-800
-800
13.0
12.0
-50
-600
-600
-600
12.0
12.0
41ºN
Figura V-16. Secções E-W de temperatura, realizadas durante o cruzeiro CORVET96
-25
km
0
0
Capitulo IV
À medida que nos afastamos da costa, as temperaturas aumentam, principalmente depois do
temporal, com o empurrar de águas oceânicas mais quentes (T>15ºC) para a vertente
continental superior e plataforma externa (fig. IV-16).
1.2.9. Gradiente de densidade
A carta de distribuição da densidade de superfície é muito semelhante ao mapa de
distribuição da salinidade. Antes do temporal, os valores mínimos de densidade estão ligados
à desembocadura do rio Minho, existindo na plataforma média (secção 3 e 4) áreas com
densidade inferior a 26,5. Após o temporal estas áreas atenuam-se, individualizando-se as
plumas de baixa densidade associadas aos rios Lima, Cávado e Douro (fig. IV-17).
Densidade - 5m
26.5
26.7 26.6
26.7
26.7 26.7
26.6
26.4
26.5
26.1
26.6 26.6 26.6
Lima
26.6
26.6
26.4
26.626.6 26.5
26.626.6 26.6
26.6
26.3
26.5
26.8
26.6
26.7
26.8
26.2
41º30'N
0
10km
26.5 26.6
26.626.5 26.6
26.6 26.6 26.6 26.6 26.6
26.6
26.6 26.6
26.6 23.7
Douro
100m
9º00' W
Figura IV-17. Carta de densidade superficial da campanha CORVET96 (Novembro de 1996). Na figura
observam-se dois domínios, um antes e outro depois do temporal de 19 de Novembro de 1996,
assinalados pela seta a negro.
Estes perfis mostram que a coluna de água se encontrava mais estratificada antes do
temporal (secção 1,3 e 4). Após este evento, os primeiros 30 a 35m da coluna de água na
plataforma média encontravam-se homogeneizados. Junto à costa, observou-se alguma
estratificação relacionada com o abaixamento da salinidade das plumas dos rios (secção 5 e 7),
que tendia a desaparecer com o aumento da profundidade (fig. IV-18).
80
Cruzeiro CORVET 96
Densidade
Novembro 96
0
0
.0
27
Prof. (m)
-200
27
.1
Secção 3
στ
-200
27
.2
-600
-600
-600
-25
0
-800
-800
km
-50
0
-1000
81
S1
-1200
S2
26.9
-200
27.0
Secção 5
στ
27.0
-200
27.1
-1400
-25
-600
27.5
-600
27.5
-800
-800
-800
-50
-25
km
0
-50
-25
0
km
0
10km
S6
S7
2 00 m
Douro
1 00 m
41ºN
27.5
27.3
-50
-25
km
km
9º W
Secção 7
στ
-200
-600
41º30'N
0
27.0
Secção 6
στ
-400
S4
S5
-50
26.9
-400
26.0
25.5
25.0
27.8
Lima
S3
0
26.6
-400
27.2
-600
26.5
26.4
26.3
26.2
26.1
42º N
Cruzeiro CORVET96
-200
-400
27.2
27.1
27.0
26.9
26.8
26.7
26.6
27.5
-800
-50
0
26.6
27.1
27.8
27.7
27.6
27.5
27.4
27.3
-400
Secção 4
στ
27.0
27.9
-400
27
.2
0
26.9
27.1
-400
Depois do temporal
27.0
Secção 2
στ
-200
0
0
26.7
26.9
26.9
Antes do temporal
Figura V-18. Secções E-W de densidade, realizadas durante o cruzeiro CORVET96
-50
-25
km
0
0
Capitulo IV
Antes do temporal a turbidez era, de modo geral, baixa à superfície, com os valores a
diminuírem gradualmente da costa para a plataforma média e externa (fig. IV-19). O valor
mais elevado (0,93 FTU) encontrava-se perto da desembocadura do rio Lima. Após o temporal
a turbidez aumentou ligeiramente perto da costa para valores de 1,66 FTU, mas com as
isolinhas dos 0,5, 0,3 e 0,1 a deslocarem-se para Este.
Junto ao fundo, as alterações foram mais significativas. Antes do temporal, o valor mais
elevado de turbidez encontrava-se perto da desembocadura do rio Lima (5,98 FTU), com a
isolinha dos 1 FTU a aproximadamente 10 km da costa. Após o temporal as isolinhas
deslocaram-se para oeste, com a isolinha dos 1 FTU a afastar-se para aproximadamente 20km
da costa. O valor mais alto de turbidez (15,2 FTU) verificou-se a norte do rio Douro.
Nefelometria (perto do fundo)
Nefelometria (- 5m)
0.06
0.05 0.02
0.03
0.26
0.20
0.02 0.02
0.05
0.22 0.21 0.25
0.11 0.17
0.21
0.31
0.15
0.030.03
0.74
0.71
0.96
0.31 0.74 2.63
Lima
0.08
0.19
0.24
0.020.04 0.22
0.040.06 0.04
0.38
0.29
0.06
0.93
0.32
0.21
0.02 0.02 0.07
0.87
1.65
0.35
0.03
0.050.19 0.22
1.42 0.35
0.03
0.28
41º30'N
0
0.22
1.05
0.28
2.24
5.98
1.35
1.83
1.82
2.87
41º30'N
0
10km
0.07 0.04
0.08 0.11 0.11 0.15 1.28
10km
0.02 0.23 0.30
1.51 3.62 1.36 5.20 3.72
1.76
0.030.05 0.04
0.02
0.04 0.21
0.26 1.66
0.030.150.24 0.30
0.87
1.16 0.78
2.55 15.15
Douro
Douro
100m
9º00' W
9º00' W
9º00'W
Figura IV-19. Carta de turbidez superficial e junto ao fundo da campanha CORVET96 (Novembro, 1996).
Na figura observam-se dois domínios, um antes e outro depois do temporal de 19 de Novembro de 1996,
assinalados pela seta a negro.
A passagem do temporal de 19 de Novembro encontra-se bem expressa pelo comportamento
dos nefelóides e valores de turbidez encontrados (fig. IV-20). Na secção 1, existe um
nefelóide de fundo que se estende por toda a plataforma continental e um nefelóide de
superfície, menos importante, mas que se estende por aproximadamente 18 km.
82
Cruzeiro CORVET 96
Nefelometria
Novembro 96
0
0
0.1
Prof (m)
-200
0
6.0
2.6
1.0
0.7
0.3
0.7
Secção 1
N (FTU)
-200
-400
0.7
0
-400
-200
10.00
-400
2.9
1.4
Secção 3
? N (FTU)
-200
2.2
Secção 4
N (FTU)
0
0
1.8
0.1
1.0
Secção 2
N (FTU)
Depois do temporal
-200
5.2 3.7
1.8
1.5 3.6
Secção 5
N (FTU)
Secção 6
N (FTU)
-200
0.9
-200
0.1
0
Antes do temporal
-400
-400
-400
-400
-600
-600
-600
-600
-800
-800
-800
2.6 15.2
1.2 0.8
Secção 7
N (FTU)
5.00
4.00
-600
-600
-600
3.00
2.00
-800
-50
-25
-800
0
-800
1.00
-50
km
0.50
km
-50
0
-25
km
0.30
0
-50
-25
0
km
83
0.20
-1200
S1
-50
0.40
-1000
42º N
Cruzeiro CORVET96
0.10
S2
0.05
Lima
-1400
S3
S4
S5
-50
41º30'N
0
-25
0.01
-25
0
km
10km
S6
S7
2 00 m
Douro
10 0m
9º W
41ºN
Figura V-20. Secções E-W de nefelometria, realizadas durante o cruzeiro CORVET96
-50
-25
km
0
0
Capitulo IV
Os valores de turbidez são mais elevados na estação mais próxima da costa, diminuindo à
medida que a profundidade aumenta.
Nas secções 2, 3 e 4 estão também bem visíveis estas duas camadas nefelóides, mas com
aumento gradual de importância, tanto em dimensão (a CNS atinge o bordo da plataforma)
como em valores de turbidez. A realização da mesma secção ante e depois do temporal (secção
4 e 5) permitiu avaliar o efeito deste nos perfis de nefelometria (Fig. V-21). Antes do
temporal eram bem nítidas as duas camadas nefelóides separadas por águas mais límpidas (<0.1
FTU), apresentando a CNF uma espessura média de 30m e ocupando a CNS os primeiros 1017m da coluna de água. Após o temporal a CNS desaparece, dando lugar a uma camada de
mistura com espessura máxima de cerca de 40m, sendo a CNF mais espessa (30-50m) e com
empolamentos locais sobre a plataforma média que possibilitam a formação de CNI sobre o
bordo da plataforma.
N e f. (F T U)
0
1
2
3
4
5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Prof. (m)
CNS
10
20
CNF
20
25-43m
CNS
0.60
0.00
0.08
0.16
10
40
60
60
CNF
80
>80m
30
50
CNI
80
70
100
90
120
CNF 1 1 0
140
Secção 4(antes do temporal)
Secção 5(depois do temporal)
0.40
20
40
100
0.20
0
30
40
0.00
0
0
130
160
180
CNI
150
>120m
170
200
190
210
230
CNF
250
270
290
310
330
350
370
390
410
430
450
Figura IV-21. Perfis verticais de nefelometria realizados antes e depois do temporal. Batimetria dos
25-43m, 80-90m, 120-150m e bordo da plataforma (>160m). Delimitação das CNS, CNF e CNI.
84
Capitulo IV
O cruzeiro CORVET 96 correspondeu a um período de transição entre uma situação de Verão,
onde prevalece o fenómeno de upwelling, para uma situação de Inverno, onde dominam os
temporais. Foi realizado após um mês, durante o qual o anticiclone dos Açores persistiu a
latitudes altas, prevalecendo até essa altura os ventos de norte que induzem um regime de
upwelling na plataforma continental norte portuguesa. Estas condições são expressas por uma
diminuição da temperatura das águas, com a presença na plataforma média de um jacto
equatorial. Durante o decorrer do cruzeiro, a passagem de um temporal (19 de Novembro) com
ventos fortes de S-SW (velocidade acima de 10 m/s), provocou a alteração desta situação e
promoveu um regime de downwelling na plataforma continental norte portuguesa. As situações
meteorológicas distintas possibilitaram a realização de uma secção antes e depois do
temporal. Antes do temporal, o aspecto mais importante era a presença de uma região de
baixa salinidade junto à costa. A coluna de água exibia uma estratificação vertical salina,
principalmente perto da costa (rio Minho), confinada aos primeiros 20-30m, e em algumas
bolsas isoladas existentes na plataforma média.
Esta estratificação foi parcialmente destruída com a passagem do temporal (ondas com altura
significativa de 6m), ficando limitada à plataforma interna (rio Douro). Do ponto de vista
térmico, a camada de mistura atingia os 40m de profundidade. A velocidade de corte das
ondas calculada por Vitorino (2001) era superior a 3.5 cm/s. Em resposta às condições de
downwelling, as águas oceânicas de temperatura superior penetram na plataforma, pelos níveis
superiores da coluna de água. Perto do fundo, o fluxo era para fora da plataforma, com
orientação N-NW (Vitorino, 2001).
Os caudais verificados nas semanas anteriores à amostragem e no decorrer do cruzeiro foram
relativamente fracos, ocasionado reduzida
expulsão de sedimentos estuarinos para a
plataforma. Contudo, o nefelóide de superfície e, em particular, o de fundo, eram
extremamente importantes, sofrendo uma evolução na sua distribuição e comportamento, no
decurso do cruzeiro.
O temporal provocou na CNF a ocorrência de máximos localizados sobre o complexo siltoargiloso do Douro na plataforma média a externa, sinal de uma provável resuspensão das
partículas sedimentares. Esta resuspensão de material sedimentar é importante para a
alimentação de CNI que se formam no bordo da plataforma.
85
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
1.3. Campanha CLIMA (Inverno, 1997)
Esta campanha decorreu entre 6 e 16 de Dezembro, em condições de Inverno típico. Foram
ocupadas 120 estações, que atingiram a profundidade máxima de 1500m, distribuídas por 10
secções perpendiculares à costa (Fig. IV-22). O cruzeiro teve início a Sul do rio Douro e
za
-G ali
o
h
in
M
terminou frente ao rio Minho.
10
9
Rocha
Depósitos
finos
8
7
41º30'
6
Canhão do Porto
4
20
00
m
100
0m
3
Douro
5
2
1
10º00'
41º00'
9º30'
9º00'
Figura IV-22. Mapa da localização das estações hidrológicas (cruzes), realizadas durante o cruzeiro
Clima (6-16 de Dezembro). Delimitação dos depósitos finos segundo Drago (1995).
O débito fluvial na semana anterior ao cruzeiro foi elevado, com valores acima da média
(fig.IV-23). Os meses precedentes, Outubro e Novembro, foram particularmente húmidos
nesta região. O rio Douro apresentou valores superiores a 900m3 /s (caudal médio anual de
710 m3 /s), sendo a média de 1073,4m3 /s (Est. Crestuma-Lever).
86
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
Caudal médio diário (m3/s)
1400
Cruzeiro
1200
1000
800
Lima(Est. Touvedo)
600
Cavado(Est.Caniçada)
Douro(Est.Crestuma)
400
200
16-12-97
11-12-97
06-12-97
01-12-97
0
Figura IV-23. Caudais dos principais rios minhotos, para a semana anterior ao cruzeiro e para o período
em que decorreu a campanha CLIMA 97 (Fonte CPPE).
Os rios Lima e Cávado apresentaram valores médios de caudal da ordem dos 142m3 /s (superior
ao caudal médio anual determinado para o período de 1971/72 a 1988/89, de cerca de 51,3
m3 /s) e 64 m3 /s (semelhante ao caudal médio anual determinado para o período de 1978/79 a
1988/89, de cerca de 74 m3 /s), respectivamente.
O cruzeiro iniciou-se em período de marés mortas, terminando em regime de marés vivas (Lua
Cheia no dia 14 de Dezembro).
Durante o cruzeiro CLIMA 97 não ocorreram eventos extremos, podendo o período de
realização do mesmo ser considerado uma situação de inverno moderado. Pelo contrário, nas
semanas que o antecederam ocorreram temporais a que se associaram precipitações
elevadas, bem evidenciados pelos caudais observados (fig. IV-23).
A ondulação nos primeiros 5 dias do cruzeiro variou entre 2 e 3m, chegando a atingir
pontualmente os 4m, com rumo predominante de W. Nos últimos dias, a ondulação foi sempre
inferior a 2m, com direcção predominante NW-W (Fig.IV-24). Tal como a ondulação, o vento
apresentou-se variável, com rajadas fortes do quadrante Sul (velocidade superior a 20
km/h) nos primeiros dias do cruzeiro, rodando posteriormente para N-NE, e novamente para
SE nos últimos dias do cruzeiro (13-14 de Novembro).
87
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
Fim
Inicio
Figura IV-24. Estações hidrográficas do cruzeiro CLIMA (6-14 de Dezembro) e as observações de
vento e onda em cada estação (Vitorino, 1998).
Durante o cruzeiro foram detectadas as seguintes massas de água (fig.IV-25A):
I.
uma massa de água pouco salina (S<29,5) e com temperaturas abaixo dos 15ºC
na vizinhança da desembocadura do rio Ave;
II.
uma massa de água costeira temperada (14,8<T<16,1) e com salinidade
compreendida entre 33,0 e 35,0, que cobria o resto da plataforma interna e parte da
plataforma média, resultando da mistura das águas estuarinas com as oceânicas;
III. uma massa de água com características marinhas, mais quente (T>16º) e com
salinidades superiores a 35,0.
Perto do fundo, e junto à costa era possível identificar uma massa de água com
características semelhantes à massa de água III da superfície (15,9ºC<T<17,5ºC; 35<S<36).
À medida que a profundidade aumenta detectam-se diferentes tipos de massas de água
características do Atlântico Norte (fig.IV-25B) :
IV.
a água central do Atlântico Norte com origem subtropical, modificada pela
mistura com as águas estuarinas locais (12,9<T<16,5ºC; 35,7<S<36), na plataforma
média e externa;
88
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
V.
contra-corrente da vertente continental que incorpora Água Central do
Atlântico Sul, modificada devido à interacção com outras massas de água desde a
contra-corrente Norte-equatorial (Barton, 1995).
17.0
9º W
42º N
Temperatura (ºC)
III
A
16.0
II
41º N
15.0
I
14.0
28.0
29.0
30.0
31.0
32.0
33.0
Salinidade
34.0
35.0
36.0
37.0
18.0
17.0
CW
III
16.0
B
IV
Temperatura (ºC)
42ºN
15.0
14.0
13.0
12.0
V
11.0
VI
41ºN
10.0
34.0
35.0
36.0
37.0
Salinidade
Fig. IV-25. Diagramas TS para as águas superficiais (5m) e perto do fundo, para o cruzeiro CLIMA 97.
Na fig. B, encontra-se representada a linha de TS da água Central do Atlântico Norte (CW).
I,II,III,IV,V e VI, designam as diferentes massas de água referidas no texto.
VI.
Veia de Água do Mediterrâneo, com forte salinidade (S>36,3) e temperatura
relativamente
elevada
(10,5ºC>T<11,5ºC),
profundidades entre os 400m-1500m.
89
detectada
no
canhão
do
Porto,
a
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
1.3.5. Gradiente de salinidade à superfície
Como já foi referido, o cruzeiro teve início quando as condições climáticas eram mais
rigorosas (ventos fortes de Sul), melhorando para o seu final (quatro últimas secções).
O
mapa de distribuição da salinidade à superfície mostra bem esta variação, já que representa
não uma imagem instantânea mas sim um somatório das condições hidrológicas que ocorreram
durante o período de 6 a 14 de Dezembro (fig. IV-26).
Salinidade á superfície (-5m)
35.0
35.8
35.9
35.8
3 5.8 35.6
35.9
35.835.7
35.9
33.6
32.8
35.4
35.835.8
34.5 34.7 35.0
34.9
35.8
34.4
35.5
35.635.7 34.9
34.2
33.0
35.6 35.6 35.9
35.9 35.8
33.9
34.2
34.1
35.8
41º30'N
35.9
35.9
35.9 35.9 35.9 35.7
35.9
35.2 35.7
35.6
36.0 36.036.035.8 35.9 35.8
34.9
35.1
29.5
34.728.4
0
36.0
35.9 35.9 36.036.0 35.9
35.9 36.036.0 36.0
36.036.0 36.0
36.0
36.0
35.7
35.9
35.8
35.6 34.7
35.735.5
35.6
10km
34.9 33.5
35.1 34.8
34.8
33.3
Douro
34.4
9º00' W
Figura IV-26. Distribuição da salinidade à superfície (Dezembro 1997).
No geral, a salinidade aumentava com o afastamento à costa. Contudo, a massa de água com
características estuarinas ocorria apenas na plataforma interna a Sul do rio Cávado,
expandindo-se para a plataforma média em frente ao rio Lima. Esta massa de água encontra-se
separada da oceânica por uma frente salina muito bem marcada entre a isóbata dos 50 a 120m
(35,0-35,7). De salientar que os valores mais baixos de salinidade foram registados, à
semelhança do que sucedeu em cruzeiros anteriores, na desembocadura do rio Ave (período de
baixa-mar).
90
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
Durante o cruzeiro verificou-se forte débito fluvial, evidenciado pela presença constante de
uma massa de água menos salina superficial (S<35,5), que ocupava toda a coluna de água nas
estações mais perto da costa (secções 1, 2, 4 e 5). Contudo, essas águas estuarinas
encontravam-se muito restringidas à zona costeira no início do cruzeiro (fig. IV-27). A pluma
salina do rio Douro não ultrapassava os 16 km de comprimento, com uma espessura média de
cerca de 20m. A partir da secção 7, devido à modificação dos ventos dominantes (fig. IV-27)
a massa de água costeira encontrava-se mais expandida sobre a plataforma, cobrindo-a quase
na sua totalidade (aproximadamente 30 km de extensão).
1.3.7. Gradientes de temperatura de superfície
A estrutura térmica à superfície era complexa, apresentando valor de temperatura médio
elevado,
cerca
de
16,0ºC.
Os
valores
mínimos
encontravam-se
associados
com
as
desembocaduras dos rios (fig. IV-28).
Tal como para a salinidade, definia-se sobre a plataforma média uma frente térmica, limitada
pelas isolinhas dos 16,0ºC e 16,5ºC.
Nas desembocaduras dos rios e na plataforma interna, a coluna de água apresentava-se
estratificada. Esta estratificação atenuava-se à medida que nos afastávamos da costa (a
camada de mistura podia atingir os 70m, ver fig. IV-29), estando a influência das águas
estuarinas compreendida entre os 3 e 24 km, da costa. Uma massa de água quente (T>16ºC)
oceânica cobria o resto da plataforma e vertente continentais (fig. IV-30).
91
0
0
36.0
36.0
36.0
35.9
-200
35.9
-200
-400
0
-200
-200
-200
-400
-400
-400
0.1
Secção 2
S
Secção 3
S
-600
-600
-600
Prof. (m)
35.8
-400
Secção 1
S
0
0
36.0
Secção 4
S
-600
Secção 5
S
-600
36.0
36.1
-800
-800
-1000
-1000
36.1
-800
-800
-800
36.2
-1000
-1000
-1000
-1200
-1200
-1200
-1400
-1400
-1400
36.2
36.2
-1200
-1200
36.2
36.1
36.0
-1400
-1400
-100
-75
-50
-25
92
0
35.9
-50
0
0
-25
-100
0
-75
0
-50
35.5
-25
0
-50
0
-25
-100
0
0
-75
-50
-25
0
32
36
Cruzeiro CLIMA 97
Salinidade
Dezembro 97
35.9
-200
-200
-200
-200
35.8
-200
35.7
Secção 6
S
-400
Secção 7
S
-400
Secção 8
S
-400
Secção 9
S
-400
Secção 10
S
-400
9º00' W
Prof. (m)
-600
-600
-600
-600
36.3
-600
35.8
35.9
36.0
S10
36.2
S9
36.1
36.1
-800
-800
-800
-800
42º N
Cruzeiro CLIMA 97
35.7
-800
36.1
Lima
S8
36.0
S7
35.9
41º30'N
-1000
-1000
-1000
-1000
S6
35.8
-1000
S5
35.7
36.2
-1200
-1200
-1200
36.1
0
-25
0
-50
-25
km
0
-100
-1400
-75
-50
km
-25
0
36.0
-50
35.0
-1400
35.9
S1
32.0
-25
km
Figura V-27. Secções E-W de salinidade, realizadas durante o cruzeiro CLIMA97
0
-50
-25
km
10km
0
1 0 0m
-1400
Douro
S2
35.4
2 00 m
km
S3
35.5
36.1
-1400
-50
-1200
-1200
36.0
-1400
S4
35.6
41ºN
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
Temperatura de superfície (5m)
15.9
16.4
16.4
16.4
16.5 16.2
16.4
16.516.4
16.5
15.5 15.5
15.8
16.5
15.6
16.6 16.0
16.3
16.5
16.6
15.2
14.9
16.3
16.4
16.5
15.4
15.5
16.516.5 16.7
16.7
16.0
15.2
15.8
15.8
16.7
41º30'N
16.5
16.5 16.7 16.7 16.7
16.4
16.5
16.6
16.216.5
16.5
16.8 16.8
16.816.7 16.8 16.7
16.5 16.6 16.816.8 16.8
16.5 16.716.6 16.8
16.8
16.7
7
16.7
15.9
16.0
16.7 15.6
16.716.5
14.9
16.014.8
0
10km
16.0 15.6
16.2 16.0
15.5
Douro
16.9
16.916.9
16.7
16.9
9º00' 16.5
W
16.0
15.4
Figura IV-28. Distribuição da temperatura à superfície (Dezembro 1997).
0
20
Secção 2
40
Prof. (m)
60
80
100
120
140
160
180
200
12
13
14
15
16
17
18
T (ºC)
Figura IV-29. Perfis verticais de temperatura para a secção 2.
93
0
0
0
0
0
17
17
17
16
15.0
16.5
16
14
-200
-200 13
-200
-200
-400
-400
-400
-200
12
-400
Prof. (m)
Secção 1
TºC
-400
Secção 3
TºC
Secção 2
T ºC
11
Secção 4
TºC
Secção 5
TºC
-600
-600
-600
-600
-600
-800
-800
-800
-800
-800
-1000
-1000
-1000
-1000
-1000
-1200
-1200
-1200
-1200
-1200
-1400
-1400
11
10
10
-1400
-1400
94
-100
-75
-50
-25
0
0
0
-50
-25
0
-100
0
-75
-50
-25
0
-200
-400
-400
-25
17
-200
13
13
-200
-200
0
-100
12.0
Secção 6
TºC
-400
Secção 9
TºC
Secção 8
TºC
-600
-600
-600
Prof. (m)
Secção 7
TºC
-400
-400
17.0
0
42º N
Cruzeiro CLIMA 97
-600
-600
-800
-800
-25
9º00' W
16.5
16.0
S10
S9
15.0
-800
-50
Cruzeiro CLIMA 97
Temperatura (ºC)
Dezembro 97
Secção 10
TºC
12
-75
16.5
16.0
14
-200
-50
0
0
16.5
16
-1400
-800
-800
Lim a
S8
14.0
S7
13.0
-1000
-1000
-1000
-1000
-1000
41º30'N
S6
S5
12.0
S4
11.5
-1200
-1200
-1200
11
-1200
-1200
11
S3
11.0
Douro
S2
km
-25
0
-50
-25
km
0
-100
-75
-50
km
-25
0
10
-50
10km
10.0
S1
-1400
-25
0
km
Figura V-30. Secções E-W de temperatura, realizadas durante o cruzeiro CLIMA97
9.0
-50
-25
km
0
1 0 0m
-50
-1400
-1400
-1400
-1400
0
10
2 0 0m
10
41ºN
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
A carta de distribuição da densidade da água à superfície (fig. IV-31) mostra que, de um modo
geral, existia um gradiente E-W, crescente da desembocadura dos rios (d<21,0) para o largo
(d>26,3). Os valores mínimos de densidade encontravam-se associados com a desembocadura
do rio Ave.
Densidade (5m)
25.8
26.3
26.3
25.5
25.7
26.2
26.3 26.2
26.3
26.2
25.6
25.4
26.126.126.2 25.7
26.3
24.3
26.2
26.2
26.326.3
24.8
26.0
26.3
26.226.1 26.1
25.3
24.3
26.3
25.8
25.3
25.0
25.1
26.2
41º30'N
26.4
26.3 26.3 26.3 26.1
26.4
26.3
26.4
26.4
26.3
26.326.3 26.2
26.3 26.4 26.4
26.4 26.426.4 26.3
26.326.3 26.3
25.9 26.1
26.1
26.3
26.3
26.3
26.2
26.2
25.8
26.1 25.6
26.1
26.1 26.0
26.2
9º00' 26.1
W
26.3
25.7
25.8
21.8
25.5 20.9
25.7
25.6
0
10km
24.7
24.6
Douro
25.6
25.4
Figura IV-31. Distribuição da densidade à superfície (Dezembro de 1997).
As secções de densidade revelam uma coluna de água verticalmente homogénea com excepção
da área costeira onde a água trazida pelos rios causa estratificação local.
A camada de
mistura tem cerca de 80-100m, com uma picnoclina que intersecta o fundo na plataforma
média a externa (fig. IV-32). Nos perfis realizados mais a norte (secções 7 a 9), as águas
estuarinas abrangem uma área maior, resultando numa maior estratificação da coluna de água
da plataforma.
95
0
0
26.2
0
0
0
-200
-200
-200
26.2
26.2
26.4
26.8
26.9
-200
-200
27.0
Secção 2
Secção 1
στ
-400
st
-400
Σεχο 3
st
-400
Secção 5
Secção 4
στ
-400
στ
-400
Prof (m)
27.2
-600
-600
-800
-800
-1000
-1000
-1200
-1200
27.3
-600
-600
-600
-800
-800
-800
-1000
-1000
-1000
-1200
-1200
-1200
-1400
-1400
-1400
27.4
27.5
27.6
27.7
0.05
27.7
-1400
-1400
27.8
96
-100
-75
-50
-25
-50
0
0
0
-25
0
-100
-75
-50
0
26.2
-25
0
-50
0
-25
0
-100
-75
-50
-25
0
km
0
Cruzeiro CLIMA 97
-200
-200
Σεχο 6
st
S
.1
Σεχο 8
-400
Σεχο 9
-400
7
. 2
-400
st
c
st
στ
e
στ
-400
-400
ç
-600
27.3
27.4
ã
0
o
Prof (m)
-600
-600
1
-600
-600
-800
-800
-800
-800
-1000
-1000
-1000
-1000
-1200
-1200
-1200
-1200
-800
27.5
-1000
2
6
.6
27.6
-1200
-50
km
-25
0
-1400
-50
-25
km
0
-100
-75
-50
km
-25
0
-50
-25
km
Figura V-32. Secções E-W de densidade, realizadas durante o cruzeiro CLIMA97
0
-50
-25
km
9º00' W
42º N
Cruzeiro CLIMA 97
S10
S9
Λ
ιµα
S8
S7
41º30'N
S6
S5
S4
S3
Douro
S2
0
10km
S1
0
1 00 m
-1400
-1400
-1400
-1400
27.9
27.8
27.7
27.6
27.5
27.4
27.3
27.2
27.1
27.0
26.9
26.8
26.7
26.6
26.5
26.4
26.3
26.2
26.1
26.0
25.5
25.0
24.0
20 0 m
27.7
27.8
Densidade
Dezembro 1997
-200
-200
-200
Secção 7
41ºN
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
1.3.11.Gradiente de turbidez de superfície e de fundo
A turbidez à superfície era baixa, variando entre 2,35 e 0,05 FTU, com valor médio de 0,26
FTU. O mapa de distribuição da turbidez à superfície (fig.IV-33) mostra uma diminuição
gradual, para o largo. Contudo, na vertente continental, registaram-se pontualmente alguns
valores de turbidez mais elevados. Tal como para os parâmetros anteriores, no final do
cruzeiro ocorre um afastamento das isolinhas para oeste que acompanha a frente salina e
térmica, o que é reflectido no mapa da Fig. IV-33 pelo afastamento das isolinhas dos 0.2-0.1
FTU.
Nefelometria de superfície (FTU)
0.17
0.20
0.09
0.05
0.08 0.10
0.12
0.100.08
0.33
0.34
0.36
0.09
0.08
0.07
0.20
0.22 0.26 0.26
0.06
0.34
0.13
0.080.10 0.22
0.37
0.69
0.16 0.08 0.04
0.11 0.15
0.69
0.55
1.12
0.09
41º30'N
0.11
0.14
0.13 0.08 0.07 0.06
0.13
0.190.12
0.09
0.06 0.06
0.160.09 0.06 0.07
0.12 0.13 0.12 0.070.11 0.06
0.120.130.13 0.07
0.09
0.120.04
0.07
0.09
0.08
0.09
0.04
0.29
0.22 0.362.15
0.11 0.23
3
0.100.16
9º00'0.19
W
1.65
0
10km
0.23
2.35
0.
0.22 0.29
1.52
Douro
0.27
0.39
Figura IV-33. Distribuição da turbidez à superfície (Dezembro de 1997).
97
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
Nefelometria de fundo (FTU)
4.96
0.84
0.33
0.09 0.16
0.13
0.61 1.13
0.34
0.77
Lima
0.04
0.25
0.41
0.80
0.15 0.27
0.050.11
41º30'N
0
0.83
0.06 0.19 0.37
2.09
1.71
2.75
1.29
10km
0.050.17
0.05
0.250.52 0.24 0.62
0.05
0.02 0.10 0.29
0.02 0.03
0.50 1.14
1.30
0.56
3.39
2.57
1.58
3.06
2.28
0.73 1.79
2.01 1.44
0.44
0.47 7.22
5.28 2.57
4.28 2.29
5.75
Douro
100m
0.02 0.08
0.17
0.50
9º00' W
0.47
2.36
9.06
Figura IV-34. Distribuição da turbidez perto do fundo (Dezembro de 1997).
A distribuição da nefelometria junto ao fundo (fig. IV-34) mostra uma diminuição geral da
turbidez com a profundidade, variando de 9,06 a 0,02 FTU, com valor médio de 1,4 FTU. Os
valores de turbidez mais elevados (3,39 e 4.96 FTU), detectados na plataforma externa
(≈100m) têm, provavelmente, relação com a resuspensão de material fino dos depósitos siltoargilosos do Douro e do Minho, respectivamente.
Os perfis E-W (fig. IV-35) confirmam os fortes valores de turbidez ao longo da coluna de
água. Verifica-se uma evolução nas CNF e CNS desde a secção 1 (a sul do Douro) até á
secção 10 (rio Minho). Assim, na secção 1, sobre a plataforma continental, formou-se uma
CNF com cerca de 60 km de largura, bem marcada e mais extensa que a CNS, que se
98
0
0.1
2.4 9.0
0.5
0.05
0
0.05
0.5
0.1
0.5
1.6
-200
2.0
Secção 1
N (FTU)
0.1
0.05
4.3
0.1
-200
Secção 2
N (FTU)
-400
0
5.3
2.3
7.2
0.1
0.1
3.0
11.9
-200
-400
0
0.1
5.7
0.1
0
-200
Secção 3
N (FTU)
-400
-200
Secção 4
N (FTU)
-400
Secção 5
N (FTU)
-400
9.00
Prof. (m)
-600
1.00
-600
-600
-600
-600
-800
-800
-800
-800
-1000
-1000
-1000
-1000
-1200
-1200
-1200
-1200
-1400
-1400
-1400
-1400
0.70
0.60
-800
0.50
0.40
0.30
0.20
-1000
0.10
0.05
0.01
0.00
-1400
99
-100
-75
-50
-25
0
0
0
-50
-25
0.1
1.3
1.7
Secção 6
N (FTU)
-400
-100
-75
-50
-400
0
-50
0.1
0.1
0.8
-200
Secção 7
N (FTU)
-25
0
2.0
2.7
-200
-200
0
0
0.1
-1200
0.1
0.05
Secção 8
N (FTU)
-400
0
-100
-75
-50
-25
0
0.1
0.8
0.8
5.0
1.1
-200
-400
-25
0
Cruzeiro CLIMA 97
Nefelometria (FTU)
Dezembro 1997
-200
Secção 9
N (FTU)
Secção 10
N (FTU)
-400
42º N
9º00' W
Cruzeiro CLIMA 97
-600
-600
-600
-600
S10
S9
L ima
S8
-800
-800
-800
-800
-800
0.05
Prof. (m)
-600
S7
41º30'N
S6
-1000
-1000
-1000
-1000
-1000
S5
S4
-1200
-1200
-1200
-1200
-1200
S3
Douro
S2
0
km
-25
0
-50
-25
km
0
-100
-75
-50
km
-25
0
-50
-1400
-25
0
km
Figura V-35. Secções E-W de nefelometria, realizadas durante o cruzeiro CLIMA97
S1
-50
-25
km
0
100m
-50
-1400
2 0 0m
-1400
-1400
-1400
10km
41ºN
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
encontrava muito mal definida devido à grande homogeneização da coluna de água. Aos 50
km da costa, desenvolvia-se uma CNS (Turb.>0,1 FTU) separada do bordo da plataforma,
que atingia os 70m de profundidade e se desenvolvia até aos 114 km da costa.
Na secção 2, a CNF ocupava toda a plataforma continental, com empolamentos locais sobre a
plataforma média. A 3km da costa individualizava-se a pluma túrbida superficial do Douro,
separada da CNF por águas menos túrbidas. Esta CNS expandia-se até aos 27 km, estando
separada por águas mais límpidas da plataforma média, voltando a aparecer no bordo da
plataforma (a cerca de 53 km da costa).
Na secção 3, ainda se individualizava a pluma
túrbida superficial do Douro muito limitada aos primeiros metros da coluna de água e com
uma extensão de cerca de 20 km. No bordo da plataforma (47 km da costa), ocorriam
novamente valores superiores a 0,1 FTU. A CNF é muito mais importante que a CNS, tanto
em extensão como em comprimento, verificando-se novamente empolamentos sobre a
plataforma média, com valores de turbidez muito fortes (Turb.=11,9 FTU), relacionados com
o depósito silto-argiloso do Douro (fig. IV-36).
Junto à costa, na secção 4, a coluna de água encontrava-se muito homogeneizada, com
valores
de
turbidez
elevados.
Na
plataforma
média,
a
CNF
apresentava
desenvolvimento vertical. A presença de uma massa de água mais límpida
grande
impedia a sua
expansão, ficando novamente limitada ao fundo (últimos metros da coluna de água).
No
bordo da plataforma e vertente desenvolviam-se CNI (fig. IV-36).
Na secção 5, esta massa de água mais límpida também se encontrava sobre a plataforma
média, separando as águas costeiras, mais túrbidas, das do largo e impedindo a expansão
vertical da CNF. A CNF estendia-se até ao bordo da plataforma dando, aí, origem a uma CNI.
Na secção 7, era evidente a presença de duas camadas nefelóides de superfície e fundo na
plataforma, separadas por uma massa de água menos túrbida, expandindo-se ambas até ao
bordo da plataforma. Na secção 8, a coluna de água encontrava-se novamente mais
homogeneizada, com valores altos de turbidez, até ao bordo da plataforma onde se definem
CNI. Na secção 9, é ainda possível destinguir
a CNF e a de CNS, sendo a CNF a mais
importante. Nesta secção é possível constatar que a resuspensão sobre a plataforma média a
externa originava empolamentos da CNF, os quais podem ser de tal modo importantes que
formam CNI que se expandem e podem atingir a superfície.
Esta secção fornece uma
possível explicação para os valores de turbidez mais elevados que se registaram após o
bordo da plataforma. Na secção 10, o valor mais elevado de turbidez registava-se sobre a
100
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
plataforma média (Turb.=5,0 FTU), em relação com o depósito silto-argiloso da Galiza-Minho.
A pluma túrbida do rio Minho detectava-se até aos 25 km da costa.
Nef. (FTU)
0
1
Prof. (m)
0
2
3
4
5
CNS
10
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
0
0.00
0.20
0.40
0
0.00
0.60
0.08
0
CNS
20
20
20
40
40
60
60
80
80
80
100
100
100
0.16
40
20
CNF
30
40
60
CNI
120
140
120
140
160
CNF
160
S ecçã o 3
S ecçã o 4
180
CNI
180
200
220
240
200
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
520
540
560
580
600
620
640
Figura IV-36. Perfis verticais de nefelometria para as secções 3 e 4 (canhão do Porto). Delimitação
das CNS, CNF e CNI.
1.3.13.Interpretação das condições hidrológicas e de circulação:
O cruzeiro CLIMA 97decorreu em condições de Inverno típico, com caudal fluvial elevado
(caudal médio do Douro, 1073 m3 /s). Os dois meses que antecederam a sua realização foram
particularmente húmidos nesta região, com o resultante acréscimo de MPS expulsa pelos
estuários. No início do cruzeiro, a isolinha dos 35,5 (salinidade) encontrava-se perto do litoral,
com a massa de água oceânica a ocupar praticamente toda a plataforma, expandindo-se para o
101
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
largo (≈20km) nas secções realizadas mais a norte (rios Lima e Minho). Esta modificação
deveu-se essencialmente à alteração da direcção dos ventos dominantes que rodaram de SSW para N-NE. A nefelometria apresentava o mesmo comportamento. Contudo, o valor mais
elevado de turbidez (2,35 FTU) foi registado à superfície, na plataforma interna a norte do
rio Douro.
A coluna de água apresentava uma estrutura térmica vertical homogénea, com excepção da
zona costeira, toda ela perturbada pelos fluxos de água estuarina e onde os aportes de água
menos salina induziram estratificação vertical.
O gradiente termo-halino crescente entre a costa e o largo encontrava-se mais bem marcado
em termos de salinidade do que de temperatura, visto que as águas costeiras apresentavam
temperaturas ligeiramente inferiores a 15ºC e as águas oceânicas temperaturas superiores a
16ºC. As secções de densidade revelam uma camada de mistura de 80-100m com a picnoclina a
intersectar o fundo na plataforma média a externa.
Neste período, os caudais elevados dos rios induziram algum transporte de MPS terrígena
para a plataforma, o qual foi registado pelo nefelómetro. Contudo, os valores de turbidez
nunca foram muito elevados, pelo menos à superfície, decrescendo rapidamente para o largo.
Já na proximidade do fundo os valores de turbidez eram francamente mais importantes, com
máximos localizados na desembocadura dos rios Douro e Ave e sobre os depósitos siltoargilosos do Douro e do Minho-Galiza. Os valores mais elevados de turbidez sobre os
depósitos finos da plataforma assinalam a provável resuspensão de partículas sedimentares.
102
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
1.4. Campanha PLAMIBEL III (Inverno 1992)
No período de 14 a 19 de Janeiro de 1992 foram ocupadas 53 estações hidrológicas, cobrindo
a plataforma interna e média da região em estudo (fig. IV.37).
42ºN
M
ho
in
Lima
Cávado
41º30'N
Ave
Douro
9ºW
41ºN
Figura IV-37. Mapa das estações ocupadas durante o cruzeiro PLAMIBEL III (Janeiro de 1992).
1.4.1.Dados hidrológicos
No Inverno de 1992 os débitos fluviais foram baixos, sendo os meses de Dezembro e Janeiro
particularmente secos, não se tendo registado nenhuma cheia, ao contrário do que é frequente
nesta altura do ano (Fig. IV-38). No mês anterior ao cruzeiro, o caudal médio mensal foi de
253 m3 /s, 39.9 m3 /s, 1.81 m3 /s e 181 m3 /s, respectivamente para os rios Minho (Est. Foz do
Mouro), Lima (Est. Rabaçal), Cávado (Est. Alto Cávado) e Douro (Est. Crestuma-Lever).
103
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
800
Minho (Foz do Mouro)
Douro (Crestuma-Lever)
Lima (Rabaçal)
Cávado (Alto Cávado)
700
600
500
Cruzeiro
400
300
200
15-01-92
31-12-91
16-12-91
01-12-91
16-11-91
0
01-11-91
100
Figura IV-38. Caudais diários médios dos principais rios minhotos, para o período que procedeu o
cruzeiro PLAMIBEL III (Janeiro de 1992) (CPPE).
A média mensal para o mês de Janeiro para os mesmos rios foi da mesma ordem de grandeza
(173 m3 /s, 25 m3 /s, 2,5 m3 /s e 280 m3 /s, respectivamente).
O cruzeiro foi realizado em período de marés vivas (Lua Nova), com amplitude de maré que
variou de 1,4m, no início, a 3,0m, no final.
Esta campanha decorreu com bom tempo e mar calmo. A ondulação apresentava rumos
variáveis de WSW a NNW, sendo a altura média da onda sempre inferior a 1m. O vento era
fraco e soprava do quadrante NE.
No decorrer da campanha PLAMIBEL III, estavam presentes à superfície quatro massas de
água (fig. IV-39A):
I.
uma massa de água estuarina mais fria (T<12.5ºC) e com salinidades baixas
(<33.2), que se localizava na desembocadura do rio Douro;
II.
uma massa de água costeira, com salinidade superior à da anterior (33.5<S<34.8)
e temperatura mais variável (11.7ºC<T<13.2ºC). Ocupava grande parte da plataforma
interna, com maior expressão na região adjacente à desembocadura do rio Douro,
resultando da mistura das águas estuarinas com as águas oceânicas;
104
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
III.
uma massa de água com características marinhas (S>35.0) e mais temperada
(12.4ºC<T<13.3ºC), que faz a transição entre as águas de características mais costeiras
das tipicamente oceânicas;
IV.
uma massa de água oceânica que cobre o resto da plataforma, com salinidades
superiores a 35.5 e temperaturas mais quentes (T>13.5ºC).
A
15.5
42ºN
15.0
Temperatura (ºC)
14.5
IV
14.0
13.5
13.0
II
12.5
41ºN
III
I
12.0
11.5
30.0
31.0
32.0
33.0
Salinidade
34.0
35.0
36.0
15.5
42ºN
B
15.0
Temperatura (ºC)
14.5
IV
14.0
13.5
13.0
12.5
III
41ºN
12.0
11.5
30.0
31.0
32.0
33.0
Salinidade
34.0
35.0
36.0
Figura IV-39. Diagrama TS de superfície (A) e de fundo(B), e localização das massas de água durante a
campanha PLAMIBEL III (Inverno, 1992). I, II, III e IV massas de água definidas no texto.
105
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
No fundo, observavam-se as massas de água III e IV da superfície, mas em diferentes locais
e com diferente expressão na plataforma. A massa de água III detectou-se, pontualmente,
a sul das desembocaduras dos rios Douro, Cávado e Minho, enquanto que a massa de água IV
cobria a restante plataforma interna e média (fig.IV-39B).
1.4.5. Distribuição de salinidade à superfície
O mapa de distribuição de salinidade à superfície (fig. IV-40) mostra a importância do rio
Douro para a definição das condições hidrológicas desta região. A pluma do Douro, mesmo num
42ºN
inh
M
35.0
34.8
34.5 34.3
35.5
33.7
35.034.8
34.8
35.7
35.0
35.1
35.235.234.8
33.9
35.8
35.8
o
Lima
35.1 35.2
35.8
34.7
35.7
35.1 Cávado
34.8
41º30'N
35.7
35.8
35.0
35.4
35.9
35.8
34.7
35.3
34.5
34.4
35.7
34.1
Ave
34.2
34.5
34.3 33.9
33.2
33.9
33.8
33.1 32.2
35.0
34.5
33.6
35.7
34.9
35.7
34.6
Douro
33
33.2
41ºN
35.4
9ºW
Figura IV-40. Distribuição horizontal da salinidade à superfície (Janeiro, 1992).
inverno em que o rio apresentava baixo caudal, apresenta uma extensão de aproximadamente
20 Km. A expressão dos restantes rios na plataforma adjacente era muito menos relevante.
Assim, observava-se nesta região a existência de um gradiente E-W crescente de salinidade,
desde a zona costeira (S≈32,3) até à plataforma média (S≈35,9).
Estes perfis mostram que as águas superficiais na proximidade dos rios se apresentavam
estratificadas e com valores de salinidade inferiores a 34,8 (15-20m de profundidade). A
106
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
pluma dessalinizada do rio Douro, com cerca de 20 km, atingia profundidades superiores a 50m
(S<35,5).
Com o afastamento à costa, a coluna de água apresentava uma crescente
homogeneização.
1.4.7. Distribuição de temperatura à superfície
Observava-se um gradiente térmico crescente da costa para o largo (fig.IV-41). As águas dos
rios e costeiras apresentavam temperaturas inferiores a 12,5ºC, registando-se os valores mais
baixos de temperatura a norte do rio Douro (<12ºC).
42ºN
inh
M
13.3
12.4
12.4 12.2
13.8
12.3
12.612.4
12.3
14.1
12.7
12.4
12.812.812.6
12.6
14.1
14.2
o
Lima
12.8 12.8
14.0
12.9
13.8
13.1 Cávado
12.2
12.3
41º30'N
13.8
13.1
14.3
12.9
13.6
14.6
14.2
12.9
13.1
11.9
Ave
12.1
12.0
12.4 11.9
12.4
11.8
13.9
12.5
13.0
12.0 12.1
12.9
Douro
13.1
14.2
13.1
13.9
9ºW
12.8
12.6
41ºN
13.5
Figura IV-41. Distribuição da temperatura (ºC) à superfície, cruzeiro PLAMIBEL III (14 a 19 Janeiro de
1992).
As águas oceânicas caracterizavam-se por temperaturas mais altas, superiores a 13,5ºC.
Na proximidade dos rios, as isotérmicas eram horizontais e com valores inferiores a 12,5ºC
aos níveis superficiais, tornando-se progressivamente mais quentes e verticais com o
afastamento à costa. Na plataforma média e externa, a camada de mistura podia atingir os
90-100m de profundidade.
107
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
Os valores de turbidez à superfície eram baixos, com valor médio de 1f.t.u. Como seria de
esperar, os valores de turbidez mais elevados observavam-se na desembocadura dos rios
Douro e Lima (Fig. IV-42).
Na desembocadura dos rios Douro e Minho, os valores de turbidez no fundo eram superiores
aos da superfície, diminuindo rapidamente para valores semelhantes a estes a profundidades
superiores a 20-30m.
42ºN
42ºN
Turbidez de fundo
in
M
ho
inh
M
1.2
1.1
0.7
1.1
0.5
1.1
0.9 1.21.1
0.4
1.3
0.9
Lima
0.7 0.9 1.0
0.3
0.4
0.8 1.4
0.4
1.1
0.5
0.7
1.3
0.9
1.3
Lima
1.1 1.1 0.9
2.7
1.3
0.5
0.8
0.5
0.8
0.4
1.8
0.4
1.5
0.7
1.3
0.7
1.3
0.5
0.8
Ave
1.1
1.8
0.4
0.6
0.6
0.9
0.8
0.6
1.4
0.7
0.5
0.9
0.6
1.4
1.1 2.8
8.9
7.6
Douro
1.4
1.0
1.0
Ave
2.5
1.1
0.9
1.1
1.0 2.5
3.0
2.0
Douro
1.2
0.8
0.9
0.6
1.0
1.9
41ºN
Cávado
1.3
41º30'N
1.9
0.9
0.9
0.3
1.3
1.3
1.0
0.3
1.5
0.8 1.20.9
Cávado
0.3
41º30'N
0.3
0.4
0.4
0.1
0.6
1.0
0.4
0.5
4.0
0.9
0.2
0.3
2.9
o
1.5
2.2
41ºN
9ºW
A
2.9
9ºW
B
Figura IV-42. Distribuição de turbidez à superfície (A) e perto do fundo (B), para o cruzeiro PLAMIBEL
III.
Estes perfis mostram a existência de uma evidente relação entre as massas de água definidas
pela temperatura e salinidade e a distribuição da nefelometria. A massa de água superficial,
menos salina (S<34,8) e com temperatura inferior a 13ºC, apresentava valores de turbidez
superiores a 1,2 f.t.u, registando-se no fundo intrusão de águas oceânicas.
Na plataforma média ocorriam aumentos localizados da turbidez, relacionados com a
resuspensão dos sedimentos finos (Oliveira, 1994).
108
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________
1.4.11.Interpretação das condições hidrológicas e da circulação
Esta campanha correspondeu a uma situação de Inverno completamente diferente da anterior,
sem temporais e com caudais fluviais médios inferiores aos característicos de um Inverno
chuvoso e com ocorrência de cheias. Contudo, na semana antes do cruzeiro houve um aumento
de caudal dos rios Douro (735 m3 /s), Minho (321 m3 /s) e Lima (157 m3 /s), com repercussões
importantes na plataforma interna.
A não ocorrência de temporais que homogeneizassem a coluna de água possibilitou que a
camada superficial de águas estuarinas provenientes do
rio Douro (T<12.5ºC e S<33.2) se
expandisse pela plataforma (20km), pelo efeito da maré e ventos de N-NE.
Existia um gradiente termohalino crescente da costa, onde as águas eram mais frias e menos
salinas, para o largo, onde as águas oceânicas eram mais temperadas.
A turbidez de superfície era no geral baixa, com os valores mais elevados de turbidez junto à
desembocadura do rio Douro. No fundo, os valores de turbidez observados eram superiores,
mas diminuíam rapidamente da costa para o largo.
109
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
1.5. Campanha PLAMIBEL II (Fim do Inverno de 1991)
Devido ao mau tempo prevalecente durante o decorrer do cruzeiro (11 a 20 de Março de 1991),
foram apenas ocupadas 23 estações das 49 programadas (fig. IV-43).
Nos dois meses anteriores ao cruzeiro, o débito fluvial médio dos rios da região foi bastante
variável, certamente muito dependente da água retida ou libertada pelas barragens. No
entanto, todos eles apresentaram caudais elevados (Fig.IV-44), com valores acima do caudal
médio anual. A média mensal para o mês de Março dos caudais dos rios Minho, Lima,
42ºN
h
in
M
o
Lima
Cávado
41º30'N
Ave
Douro
41ºN
9ºW
Figura IV- 43. Mapa das estações hidrológicas ocupadas durante o cruzeiro PLAMIBEL II.
Cávado e Douro, foi respectivamente de 730 m3 /s, 124 m3 /s, 8,43 m3 /s e 1542m3 /s. Os rios
Douro e Minho, registaram os maiores caudais. Na semana de 11 a 20 de Março, registaram-se
caudais entre 728 e 1135 m3 /s no rio Minho (caudal médio de cerca de 929 m3 /s) e no Douro
entre 1228 e 2510m3 /s (caudal médio de 1806m3 /s).
110
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
3500
Cruzeiro
3 /s)
Caudal médio diário (m
3000
Minho (Est.Foz do Mouro)
2500
Douro (Est. CrestumaLever)
Lima (Est.Rabaçal)
2000
1500
1000
17-03-1991
02-03-1991
15-02-1991
31-01-1991
16-01-1991
0
01-01-1991
500
Figura IV-44. Caudais dos principais rios minhotos, durante o período que procedeu a campanha
PLAMIBEL II e durante a mesma (Fonte: INAG e CPPE).
A amplitude de maré variou de 1,1m no início do cruzeiro a 3,0m no final.
O cruzeiro PLAMIBEL II decorreu sob a influência de uma depressão sobre a Península
Ibérica, que provocou vento fraco de SW e precipitação que variou entre 21mm/dia e
329mm/dia. O mar estava agitado de NW, com altura de onda de 2-3m.
Durante este cruzeiro, à superfície, podem-se considerar cinco massas de água com
características distintas (fig. IV-45):
I.
uma massa de água estuarina dessalinizada (23<S<26) e com temperaturas
baixas (13,3ºC<T<14,6ºC), que se localizava a norte do estuário do rio Douro e em
frente às desembocaduras dos rios Ave e Minho;
II.
uma massa de água estuarina, com uma temperatura semelhante à anterior,
mas com menor variabilidade (gama de valores mais restrita, 13,7ºC<T<14,3ºC) e com
salinidade
superior
(29<S<32),
localizada
na
plataforma
interna,
perto
da
desembocadura de todos os rios;
III.
uma massa de água estuarina (31,6<S<32,5), mais fria (12,9ºC<T<13,2ºC), que se
localizava, pontualmente, na desembocadura do rio Lima.
IV.
uma massa de água costeira menos fria (13,9<T<15,2), com salinidade
compreendida entre 33 e 34, localizada a sul do Douro e a oeste da massa de água II;
111
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
V.
uma massa de água com características mais marinhas (S>35) e temperada
(13,2ºC<T<13,6ºC), que ocorria na plataforma média.
No fundo apenas se detectou uma massa de água, com características marinhas (S>34,8) e
temperatura entre 12,7ºC e 13,7ºC.
15.5
A
Temperatura (ºC)
15.0
14.5
lV
42ºN
14.0
ll
I
13.5
V
lll
13.0
12.5
22.0
41ºN
24.0
26.0
28.0
30.0
Salinidade
32.0
34.0
36.0
15.5
B
Temperatura (ºC)
15.0
14.5
14.0
13.5
V
V
13.0
12.5
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
Salinidade
32.0
34.0
36.0
Figura IV-45.Diagramas TS de superfície (A) e fundo (B), cruzeiro PLAMIBEL II (Março de
1991). I,II,III, IV e V representam as massas de água definidas no texto.
112
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
1.5.5. Gradiente de salinidade
O mapa de salinidade de superfície (Fig. IV-46) mostra a existência de uma frente muito bem
marcada na plataforma interna frente ao rio Minho e menos pronunciada frente à
desembocadura do Lima e do Cávado. Os valores mais baixos de salinidade (S<24) registados
na desembocadura do rio Ave encontram-se provavelmente em relação com o fluxo de água
doce deste rio mas, também, com o facto da pluma do rio Douro (o rio com maior caudal da
região) estar deslocada para Norte, pelo efeito dos ventos dominantes de SW. O número
reduzido de estações realizadas na plataforma adjacente ao rio Douro não permitiu
determinar a extensão total da pluma associada a este rio.
Contudo, a distribuição da
salinidade mostra que as águas estuarinas estavam muito limitadas à plataforma interna,
apresentando baixos valores de salinidade. Estes valores de salinidade devem-se ao elevado
débito dos rios da região.
42ºN
M
35.7
inh
o
28.9
35.5
Lima
35.835.032.5 31.6
25.6
35.7
35.4
34.3
31.8
31.3
41º30'N
.0
35
3
Cávado
0
4.
24.2
25.5
29
.0
28.9
Ave
23.7
30.5
30.1
33.2
Douro
32.8
33.0
41ºN
9ºW
Figura IV-46. Distribuição horizontal da salinidade à superfície (Março 1991).
Os perfis de salinidade apresentavam estratificação, a qual podia atingir os 30m de
profundidade nas estações mais próximas da costa. Na plataforma média, a coluna de água
encontrava-se homogeneizada e as isolinhas tendiam para a verticalidade.
113
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
42ºN
o
i nh
M
13
.5
13.5 13.7
13.5
Lima
13.313.213.3 12.9
13.3
13.6
13.6
13.9
13.8
13.9 Cávado
41º30'N
14
.0
14.3
14.1
14.6
14.1
Ave
14.3
14.1
14.4
Douro
14
.5
15
.0
14.7
15.2
Figura IV-47. Distribuição
horizontal da temperatura
à superfície (Março de
41ºN
9ºW
Como a maior parte das estações se limitaram à plataforma interna, pode constatar-se a
existência de um forte gradiente marcadamente norte - sul e um, muito fraco, este - oeste.
As temperaturas mais baixas (T<13,5ºC)
foram registadas frente ao rio Lima e as mais
elevadas a sul do Douro (T>15ºC).
Perto da costa e da desembocadura dos rios, a coluna de água encontrava-se estratificada. Os
valores de temperatura variaram entre os 14ºC, à superfície, e os 13ºC, aos 70m.
Na distribuição da
turbidez de superfície também se verifica um gradiente E-W, com
turbidez superior a 5 f.t.u. perto da desembocadura dos rios Lima e Ave, baixando para 1,0
f.t.u. quando nos aproximamos da isóbata dos 50m. Entre os rios Ave e Douro, os valores
encontrados eram sempre superiores a 3,5 f.t.u.
114
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
A
B
42ºN
42ºN
Turbidez de fundo
M
h
in
o
M
0.6
1.0
h
in
o
0.9
1.0
0.6
Lima
0.0 2.4 3.1
Lima
5.4
6.6
4.2 1.6
0.2
16.4
0.6
0.0
2.5
0.1
3.1
0.9
1.6
2.4
4.1
Cávado
41º30'N
Cávado
41º30'N
0 .5
1 .0
0
2.
3 .0
Ave
4.9
4. 0 4.5
16.1
5.3
4.8
1.6
3.5
3.5
4.1
10.8
14.8
14.8
Douro
1.6
4.2
1.6
3.5
Douro
2 .0
4 .0
2.0
Ave
4.8
41ºN
41ºN
9ºW
9ºW
PLAMIBELII.
No fundo, os valores superiores a 14,8 f.t.u. só se detectaram perto da desembocadura dos
rios Lima, Ave e Douro. Estes valores devem-se ao facto de estarmos em domínio de
profundidades
baixas (20-30m), onde o efeito da ondulação ainda se faz sentir na
resuspensão de sedimentos de fundo, e também, muito provavelmente, ao transporte de fundo
efectivo de sedimentos, oriundos dos rios. A profundidades superiores (>30m) a turbidez
desce para valores entre 4 e 2 f.t.u. (fig.IV-48B).
Estes perfis permitem detectar mais uma vez a relação entre os maiores valores de turbidez
e a descarga dos rios. Era visível a diferenciação da CNS e CNF a partir dos 30-40m de
profundidade.
115
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
No fim de Março de 1991, o débito fluvial dos rios era elevado com um pico máximo no rio
Douro (3233 m3/s), na semana antes do cruzeiro. Toda a plataforma interna apresentava
valores baixos de salinidade (S<30). A coluna de água encontrava-se homogeneizada, com
excepção da zona costeira onde se verifica estratificação salina relacionada com a entrada de
águas menos densas na plataforma. Embora os fluxos de origem estuarina tenham expressão
em toda a plataforma interna os máximos de turbidez encontravam-se a norte do rio Douro e
desembocadura do rio Lima.
Os valores de turbidez de fundo eram sempre superiores aos de superfície.
116
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
1.6. Campanha OMEX II/99 (Maio 99)
Nesta última campanha realizada a norte do paralelo 41ºN, a estratégia de amostragem foi
semelhante às anteriores. No período de 18 a 28 de Maio ocuparam-se 111 estações de CTD
com colheitas de água, distribuídas por 5 secções longas (até à longitude 11ºW),
perpendiculares à costa (fig.IV-49). O cruzeiro teve inicio frente ao rio Lima, na região
za
-G ali
Minho
setentrional da área em estudo, terminando a Sul do rio Douro.
Rocha
Depósitos
finos
1
17
2
Canhão do Porto
3
20
00
m
Douro
41º30'
100
0m
4
5
10º00'
41º00'
9º30'
9º00'
Figura IV-49. Mapa da localização das estações hidrográficas (triângulos) realizadas durante o cruzeiro
OMEX II/99 (18-28 de Maio). Delimitação dos depósitos finos segundo Drago, 1995.
Os débitos fluviais médios nos 2 meses que precederam o cruzeiro foram baixos, da ordem
dos 317 m3 /s para o rio Douro, de 14 m3 /s para o Cávado e de 12 m3 /s para o Lima (Fig. IV-50).
Durante o cruzeiro os caudais mantiveram-se dentro da mesma ordem de grandeza, com
pequenas flutuações diárias, mas sem a ocorrência de caudais elevados.
O cruzeiro iniciou-se em período de marés vivas (3 primeiros dias), com amplitude de maré
superior a 2,5m, tendo o resto da missão decorrido em
compreendida entre 1,4m e 2,1m.
117
marés mortas com amplitude
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
Lima (Est.Touvedo)
Cavado (Est.Caniçada)
Douro (Est.Crestuma)
600
500
Cruzeiro
400
300
200
30-05-1999
15-05-1999
30-04-1999
15-04-1999
31-03-1999
0
16-03-1999
100
01-03-1999
700
Figura IV-50. Caudais de alguns rios minhotos, para os dois meses que antecederam e, durante o cruzeiro
OMEX II/99 (Fonte: CPPE).
A missão OMEX II/99, decorreu com tempo variável e ventoso, apresentando, por vezes, o
céu encoberto.
-11.0
-10.5
-10.0
-9.5
-9.0
-8.5
42ºN
OMEXII/99
Vento
20 nós
Onda
2m
41º30'N
41ºN
Figura IV-51. Mapa com as observações de vento e onda obtidas a bordo durante o decorrer do cruzeiro
OMEX II/99.
No inicio do cruzeiro (fig.IV-51), os
ventos predominantes e a ondulação eram de N-NW,
sendo no final do mesmo, oriundos de S-SW. A altura da ondulação foi sempre inferior a 2m
ocorrendo, por vezes, períodos de mar chão. As observações são representativas de um
período de Primavera, de transição para o regime de upwelling.
118
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
Durante a campanha Omex II/99, foi possível distinguir quatro massas de água na zona em
estudo (Fig. IV-52A):
I.
uma massa de água estuarina com temperatura compreendida entre 15,3ºC e
13,6ºC e uma salinidade inferior a 34,5, localizada perto da desembocadura dos rios
Cávado e Douro. O valor mais baixo de temperatura está relacionada com o rio Cávado;
II.
uma massa de água costeira, mal definida, com salinidade inferior a 35,4 e
temperatura variável (14,1ºC<T<16ºC);
III.
uma massa de água com características marinhas (S>35,4) e temperatura
compreendia entre 15 e 16 ºC;
IV.
uma massa de água semelhante à anterior, mas com temperatura mais elevada
(T>16,3ºC), que ocorre na região SW da área estudada (fig. IV-52a).
1.6.4 Diagrama TS de fundo
Junto do fundo distinguiam-se três massas de água, muito bem definidas (fig.IV-52b):
V.
uma massa de água que cobre toda a plataforma, correspondendo à Água
Central do Atlântico Norte;
VI.
massa de água do bordo da plataforma, que corresponde à contra-corrente
para norte. Incorpora Água Central do Atlântico Sul (Barton, 1995).
VII.
nível superior da Veia de Água do Mediterrâneo.
119
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
17.0
42º N
A
IV
Temperatura (ºC)
16.0
15.0
III
I
II
14.0
9º W
41º N
13.0
33.0
34.0
35.0
36.0
Salinidade
18.0
B
17.0
CW
16.0
Temperatura (ºC)
15.0
42ºN
14.0
13.0
V
12.0
Vl
11.0
10.0
VlI
9.0
8.0
41ºN
7.0
34.0
35.0
36.0
37.0
Figura IV-52. Diagrama TS para as águas superficiais (5m) e perto do fundo (max. 1500m), para a
campanha OMEX II/99. I a VII representam as massas de água identificadas; a vermelho está definida
a linha representativa da Água Central Norte Atlântica (CW- Central Waters).
1.6.5. Gradiente de salinidade à superfície
O mapa de distribuição da salinidade mostra um padrão complexo (fig. IV-53), reflexo dos
diferentes estados da maré (BM e PM) e ventos predominantes. Os valores mais baixos de
salinidade estão associados com o estuário do rio Douro (S=33,35), com uma frente salina
muito bem marcada. Nas secções mais a Norte (2 e 3) já não se verifica esta variação brusca,
com a isolinha dos 35,4 a passar o bordo da plataforma. Na plataforma média ocorriam
pontualmente, valores de salinidade mais baixos, resultantes de ciclos de maré anteriores.
120
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
Cruzeiro OMEX II/99
Salinidade (5m)
L im a
35.7 35.6335.51
35.62
41º30'N
35.47
35.56
35.43 35.51
35.53 35.59 35.28
35.36
35.55
35.33
35.58
34.44
35.59
0
35.5
35.55
35.5
35.44 35.4535.45 35.44
35.47
35.36 35.31
35.3235.36 35.36 35.41
35.50
35.45
35.4835.51
35.22
10km
35.59 35.67
35.49 35.23
33.35
Douro
1 0 0m
35.6
35.5635.54 35.50
35.46
35.50
35.48
35.06
9º00' W
34.84
Figura IV-53. Distribuição da salinidade para a campanha OMEX II/99 (Maio de 1999).
Os perfis E-W mostram, no geral, estratificação salina bem definida, com uma pluma
dessalinizada superficial com espessura (10-20m) e extensão variáveis (fig.IV-54). Na secção
1, frente ao rio Lima, esta pluma começa a definir-se na segunda estação da secção (12 km da
costa), estendendo-se por cerca de 8,5 km e apresentando espessura aproximada de 15m. Esta
posição da pluma afastada da costa representa provavelmente águas que foram libertadas do
estuário do rio Lima num ciclo de maré anterior e afastadas da costa pelos ventos de N-NW.
Na secção 2, efectuada em frente ao rio Cávado, encontramos 3 zonas de salinidade inferiores
a 35,5, bem definidas, separadas por estações com valores de salinidade superiores. Estas
bolsas de salinidade inferior correspondem, possivelmente, a 3 ciclos de maré distintos. A
bolsa de águas estuarinas, mais afastada da costa, encontra-se a cerca de 46 km da costa,
atingindo os 27m de profundidade.
Na secção 3, a área com salinidade inferior começa a definir-se a cerca de 7km da costa,
estendendo-se até cerca dos 50 km, podendo atingir os 46m de espessura. A pluma com maior
extensão (cerca de 90 km) detectou-se na secção 4, frente ao rio Douro, com uma espessura
121
Prof. (m)
0
0
-200
-200
-400
-400
-600
-600
Cruzeiro OMEX II/99
Salinidade
Maio 99
-11.0
-10.5
-10.0
-9.5
-9.0
-8.5
42ºN
-800
-800
Secção 1
S
S1
S2
-1000
41º30'N
-1000
S3
S4
-1200
-1200
41ºN
S5
Secção 2
S
-1400
-1400
-150
-100
-50
0
-150
-100
-50
0
0
0
0
-200
-200
-200
-400
-400
-600
-600
-600
-800
-800
Secção 5
Secção 4
S
S
-400
Prof. (m)
36.3
36.2
36.1
-800
36.0
35.9
35.8
-1000
-1000
-1000
Secção 3
S
-1200
35.7
35.6
35.5
-1200
-1200
35.4
35.0
-1400
-1400
-1400
-150
-100
-50
0
-150
-100
-50
0
32.0
-150
km
km
Figura IV-54. Secções E-W de salinidade, realizadas durante o cruzeiro OMEX99.
122
-100
km
-50
0
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
que varia entre 9m (junto à costa)
e 28m (a 50 km da costa). A última secção realizada
mostra, à semelhança da anterior, uma pluma superficial lenticular cuja espessura não
ultrapassa os 24m e cujo comprimento é de 60 km.
Nesta altura do ano, as águas mais frias encontravam-se junto à costa (13,6ºC), devido ao
arrefecimento das águas dos rios. A temperatura aumentava gradualmente para o largo, onde
se atingia temperaturas de 16,8ºC. A área de águas frias localizava-se entre os rios Cávado e
Ave.
Cruzeiro OMEXII (Maio 1999)
Temperatura a 5m (ºC)
Lima
15.0 15.1 15.3
15.4
15.6
15.4
41º30'N
15.2
14.7
15.2
15.6
15.4 15.1
15.0
15.3
14.3
13.6
13.6
0
15.9
15.6
16.4
16.8 16.6 16.6 16.6
15.8
15.6
15.115.0 15.1
15.7
15.7
14.7
14.4
15.6 15.3
14.1
14.2 13.7
15.6
16.0
10km
15.3
Douro
1 00m
16.8
16.7 16.5 16.6
16.3
16.5
16.6
16.1
9º00' W
16.0
Figura IV-55. Mapa de distribuição da temperatura à superfície (-5m), para o cruzeiro OMEX II/99
(Maio 1999).
Ao longo do cruzeiro, a termoclina superficial encontrava-se sempre bem marcada, como
mostram as figuras IV-56 e 57, existindo um gradiente térmico situado entre os 20 e 60m, o
qual separava as águas superficiais, com temperaturas superiores a 15ºC, das águas do fundo,
mais frias (T<13,5ºC).
123
Prof. (m)
0
0
-200
-200
-400
-400
-600
-600
Cruzeiro OMEX II/99
Temperatura (ºC)
Maio 99
-11.0
-10.5
-10.0
-9.5
-9.0
-8.5
42ºN
Secção 1
T ºC
-800
-800
-1000
-1000
-1200
-1200
-1400
-1400
S1
S2
Secção 2
T ªC
41º30'N
S3
S4
-150
-100
-50
S5
-150
0
-100
-50
41ºN
0
0
0
0
-200
-200
-200
Secção 5
T ºC
Prof. (m)
Secção 4
-400
-400
-600
-600
T ºC
-400
16.0
-600
15.0
14.0
-800
-800
-800
13.0
-1000
-1000
-1000
12.0
11.5
-1200
-1200
-1200
-1400
-1400
11.0
Secção 3
T ºC
-1400
-150
-100
km
-50
10.0
0
-150
-100
-50
0
9.0
-150
km
Figura IV-56. Secções de temperatura, realizadas durante o cruzeiro OMEX99.
124
-100
km
-50
0
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
0
0
50
50
100
Secção 1
150
150
200
200
Pr of. (m )
Prof. (m)
100
250
250
300
300
350
350
400
400
450
450
500
500
11
12
13
14
15
16
Secção 4
10
11
12
T (ºC)
13
14
15
16
T (ºC)
Figura IV-57. Perfis verticais de temperatura para as secções 1 e 4 (mais a Sul).
A inclinação das isotérmicas que se observa nas secções 1, 2 e 3 indica claramente o
afloramento de águas marinhas frias (13-14ºC).
F.9. Gradiente de densidade de superfície
A carta de densidade de superfície mostra uma estrutura complexa, à semelhança do
comportamento apresentado pela salinidade. A estrutura clássica, com um gradiente E-W
crescente da desembocadura dos rios para o largo, era por vezes interrompida por bolsas com
densidade inferior, existentes sobre a plataforma média e externa (fig. IV-58).
Os perfis E-W de densidade (fig. IV-59) confirmam a existência de estratificação vertical da
coluna de água sobre a totalidade da plataforma e vertente continentais e a presença de
pequenas bolsas de água com densidade mais baixa, que se podem estender até 50 km da
costa.
Confirma-se o fenómeno de upwelling na primeira secção, com o movimento ascensional das
isopícnicas na plataforma interna. Na secção 2, na plataforma média, as isopícnicas
encontravam-se
praticamente
verticais
nos
primeiros
20-30m
da
coluna
de
água,
intersectando a superfície (frente de upwelling). As duas últimas secções foram cobertas em
condições de ventos S-SW, revelando uma rápida erosão das condições de upwelling, com o
estabelecimento de uma picnoclina horizontal.
125
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
Densidade (5m)
Lima
26.2
26.2
26.4
41º30'N
26.4
26.3
26.4
26.2
26.3 26.4 26.1
26.2
26.6
25.8
26.7
0
26.2
26.0
26.3
26.2
26.1
25.9 25.9 26.0 26.0
26.226.2 26.2
26.2
26.2
26.3
26.4
26.2 26.3
26.3
26.6 26.8
26.2
25.9
24.6
Douro
26.0 26.0 26.0
26.0
26.0
26.0
25.8
25.6
10 0 m
25
26.0
10km
.0
9º00' W
O liv eir a, A .
26.5 26.4 26.3
Figura IV-58. Mapa de distribuição da densidade à superfície (5m), para o cruzeiro OMEX II/99 (Maio
1999).
1.6.11.Gradiente de turbidez de superfície e de fundo
Durante esta campanha, os valores de turbidez à superfície eram, de modo geral, baixos, com
valor médio de 0,16 FTU (min. =0,06 FTU e max. =0,63 FTU). O mapa de distribuição (fig. IV60) permite individualizar a pluma túrbida associada com os rios Douro e Cávado, localizada em
frente à sua desembocadura. Observa-se também um núcleo de turbidez superior na
plataforma média a externa, provavelmente relacionado com o ciclo de maré anterior, visto
que corresponde a um local onde a salinidade é ligeiramente inferior aos verificados nas
estações em redor. A sua localização, na plataforma em frente aos estuários, relaciona-o com
águas estuarinas com turbidez superior, trazidas à superfície pela baixa-mar. O facto de não
terem ocorrido ondas e ventos fortes, que provocariam a mistura e homogeneização da coluna
de água, permitiu que esta pequena estrutura superficial se conservasse durante mais tempo.
126
Prof. (m)
0
0
-200
-200
-400
-400
-600
-600
Cruzeiro OMEX II/99
Densidade
Maio 99
-11.0
-800
-10.5
-10.0
-9.5
-9.0
-8.5
42ºN
-800
Secção 1
στ
S1
S2
-1000
-1000
41º30'N
S3
S4
-1200
-1200
41ºN
S5
Secção 2
στ
-1400
-1400
-150
-100
-50
0
-150
-100
-50
0
0
0
0
-200
-200
-200
-400
-400
Secção 5
Prof. (m)
Secção 4
στ
-600
-600
-600
-800
-800
-800
-1000
-1000
-1000
-1200
-1200
-1400
-1400
-1200
Secção 3
στ
-1400
-150
-100
-50
0
-150
-100
km
km
-50
στ
-400
0
27.9
27.8
27.7
27.6
27.5
27.4
27.3
27.2
27.1
27.0
26.9
26.8
26.7
26.6
26.5
26.4
26.3
26.2
26.1
26.0
-150
-100
km
Figura IV-59. Secções E-W de densidade, realizadas durante o cruzeiro OMEX99.
127
-50
0
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
A turbidez no fundo era pouco mais elevada do que à superfície, com valor máximo de 0,86
FTU na plataforma interna perto da desembocadura do rio Douro, decrescendo para valores
inferiores a 0,1 aos 200m de profundidade (valor médio de 0,22 FTU). Há três máximos a
assinalar na plataforma média, um próximo do limite sul do depósito silto-argiloso do MinhoGaliza com 0,72 FTU, outro a 100m de profundidade, frente ao Cávado (0,34) e o último em
frente ao rio Ave (0,76).
Nefelometria superficie (FTU)
Lima
0.06
0.07 0.07
0.09
41º30'N
0.06
0.06
0.13
0.08
0.10 0.10
0.14 0.10 0.36
0.14
0.19
0.34
0.12
0
0.06
0.07
0.11
0.08 0.08 0.09 0.19
0.08
0.09
0.130.16 0.16
0.11
0.09
0.16
0.14
0.19 0.21
0.20
0.22 0.27
0.26
0.29
10km
0.63
Douro
10 0 m
0.09
0.080.09 0.07
0.06
0.07
0.07
0.19
9º00' W
0.26
Figura IV-60. Mapa de distribuição da turbidez à superfície (5m), para o cruzeiro OMEX II/99 (Maio
1999).
Os perfis E-W confirmam os baixos valores de turbidez encontrados ao longo da coluna de
água. Contudo, observa-se sempre a presença de um nefelóide de fundo, mais importante que o
da superfície, que se estende até ao bordo da plataforma. Com turbidez inferior, o nefelóide
de superfície atinge o bordo da plataforma nas secção 2, 3 e 4, encontrando-se mais limitado
à plataforma interna a média nas secções 1 e 5 (fig. IV-62). Observam-se, por vezes,
empolamentos locais no nefelóide de fundo, principalmente na plataforma média (secções 1,3 e
128
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
4), correspondendo à ressuspensão de sedimentos finos do depósito silto-argiloso do Douro.
Os perfis verticais mostram a importância do nefelóide de fundo e a presença de alguns níveis
intermédios que se desenvolviam, principalmente, no bordo da plataforma e canhão do Porto
(fig.IV-63).
Nefelometria no fundo (FTU)
Lima
0.01 0.01
0.07
0.19
0.25
0.72
0.24
0.03
0.03
41º30'N
0.040.06 0.07
0.26
0.34
0.45
0.27
0
0.06
0.01
0.00
0.01
0.02
0.02 0.030.04 0.09
0.060.18 0.20
0.33
0.43
0.44
0.76
0.55 0.43
0.30
0.69 0.50
0.45
0.37
10km
0.86
Douro
10 0m
0.04
0.04 0.11 0.14
0.23
0.27
0.17
0.13
9º00' W
0.50
Figura IV-61. Mapa de distribuição da turbidez no fundo, para o cruzeiro OMEX II/99 (Maio 99).
A missão OMEX II/99, descreve uma situação de Primavera, precedida por dois meses com
caudais fluviais baixos, com excepção do rio Douro, que apresentou caudais
diários muito
irregulares, com valores que variaram entre 4 m3 /s e 618 m3 /s (CPPE-Direcção de Produção de
Hidráulica). Assim, a zona adjacente ao rio Douro era a mais perturbada pelos fluxos de
origem continental (S=33,35). É interessante verificar que a zona adjacente ao rio Cávado
(caudal baixo da ordem dos 3-69 m3 /s) também se encontrava perturbada por estes fluxos,
com salinidades de superfície da ordem dos 34,44.
129
0
0
0.05
0.1
0.05
0.45
0.72
0.34
-200
-200
-400
-400
-600
-600
-11.0
-10.5
-10.0
-9.5
-9.0
-8.5
42ºN
Secção 1
N (FTU)
-800
-800
S1
0.01
Prof. (m)
Cruzeiro OMEX II/99
Nefelometria (FTU)
Maio 1999
-1000
S2
41º30'N
S3
-1000
S4
41ºN
S5
-1200
-1200
-1400
-1400
-150
-100
-50
Secção 2
N (FTU)
-150
0
-100
-50
0
0
0
0
0.1
0.55
0.76
-200
-200
-400
-400
-600
-600
0.27
-200
Secção 4
N (FTU)
Secção 5
N (FTU)
-400
0. 01
0.70
-600
0.60
0.01
Prof. (m)
0.86
-800
-800
-800
-1000
-1000
-1000
-1200
-1200
-1200
-1400
-1400
-1400
0.50
0.40
0.30
Secção 3
N (FTU)
0.20
0.10
0.05
0.01
-150
-100
km
-50
0
-150
-100
km
-50
0
0.00
-150
-100
km
Figura IV-62. Secções E-W de nefelometria, realizadas durante o cruzeiro OMEX99.
130
-50
0
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
Ne f. (FT U )
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80
0
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80
0.00
0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
0
0
0
20
20
20
40
40
40
60
60
60
0.08
0.16
CNS
Prof. (m)
CNS
10
CNF
20
30
80
80
80
100
100
100
40
120
120
CNI
140
CNF
160
Secção 3
Secção 4
140
160
180
180
200
200
220
CNI
240
260
Canhão do Porto
CNI
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
Figura IV-63. Perfis de nefelometria das secções 3 e 4. Delimitação das CNS, CNF e CNI.
Neste período estabeleceu-se uma termoclina sazonal estacionária, que se desenvolvia entre
os 30 e os 50m de profundidade e que cobria a totalidade da plataforma. Sobre a termoclina
ocorria advecção para o largo da massa de águas costeiras com salinidades inferiores a 35,5.
Esta massa de água extensa (90 km junto ao Douro e 8,5 km junto ao Lima) e lenticular
ocupava, em média, os primeiros 20m da coluna de água.
A inclinação das isotérmicas observadas nos perfis verticais de temperatura (secções 1,2 e 3)
indica claramente o afloramento de águas marinhas frias (13-14ºC). Na semana que precedeu o
cruzeiro (2-3 dias) e durante o início do mesmo os ventos predominantes foram de N-NW
(favoráveis ao upwelling), fazendo com que as correntes gerais fossem para sul com
deslocamento das águas superficiais para oeste. Esta corrente superficial para o largo explica
a grande extensão das águas costeiras.
131
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
A primeira secção corresponde à fase inicial do upwelling, observando-se na plataforma
interna um movimento ascensional das isopícnicas. Na secção 2, em resposta ao forçamento
contínuo do vento, as águas costeiras apresentavam-se num estádio mais evoluido. Na
plataforma média, as isopícnicas encontravam-se praticamente verticais nos primeiros 20-30m
da coluna de água, intersectando a superfície
(frente de upwelling). Estas observações
sugerem que a frente de upwelling (e associado fluxo para sul) anteriormente observado na
plataforma interna, com a persistência de ventos norte, migra para o largo, confirmado por
estudos prévios realizado por Silva (1992) na mesma área. A migração da frente de upwelling
para o largo "empurra" ou impele a deslocação da pluma salina e túrbida do rio, no mesmo
sentido. Perto da costa, na zona frontal da frente, estabelece-se um regime friccional, que
transporta para sul, por advecção, águas estuarinas dos rios localizados mais a norte (Lima e
Cávado) (Oliveira et al., 2001).
As duas últimas secções foram cobertas já em condições de ventos S-SW, revelando uma
rápida erosão das condições de upwelling, com as águas oceânicas mais quentes a penetrarem
de novo na plataforma continental.
Os valores de nefelometria são, no geral, baixos, verificando-se à superfície alguns locais com
valores de turbidez superior. Estes valores de turbidez estão provavelmente relacionados com
ciclos de maré anteriores, onde houve expulsão de material fino dos estuários para a
plataforma sendo depois transportados para o largo devido ao deslocamento da frente de
upwelling. A ondulação fraca permitiu a conservação destas estruturas e a corrente
superficial para fora a sua deslocação para perto da isóbata dos 100m. Junto ao fundo, os
valores de turbidez eram também baixos, embora a CNF se estendesse até ao bordo da
plataforma onde se definia algumas CNI.
Na secção 3, que atravessa o eixo do canhão
submarino do Porto, identificaram-se dois níveis nefelóides intermédios (190-230m e 240310m de profundidade), que poderão corresponder a
descolamentos de material fino das
paredes do canhão (Fig. IV-63).
2. Síntese - Evolução sazonal dos parâmetros hidrológicos das águas da
plataforma NW portuguesa: temperatura e salinidade
O conjunto de campanhas realizadas entre 1990 e 1999 na plataforma NW portuguesa, no
âmbito de diversos programas de investigação, permitiu descrever e conhecer alguns aspectos
da hidrologia desta região, submetida à influência de diversos rios, com especial destaque para
os rios Douro e Minho.
132
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
Estes cruzeiros permitiram o estudo de dois períodos invernais muito diferentes do ponto de
vista hidrológico. O primeiro, destes períodos no início do ano de 1992, caracterizou-se por
caudais fracos, e o segundo, realizado no final do ano de 1997, apresentou caudais elevados
correspondendo a uma situação mais comum nesta época do ano. Permitiram, ainda, o estudo de
uma situação de final de Verão (Setembro de 1990), com ventos predominantes de Este, e de
três situações intermédias, com especial relevo para o cruzeiro de Novembro de 1996. Este
cruzeiro permitiu descrever a evolução de uma situação de Verão típica, onde prevalece o
fenómeno de
upwelling associado a ventos de Norte, para uma situação de Inverno, onde
dominam os temporais.
A hidrologia da plataforma minhota conhece, assim, uma variabilidade interanual importante,
em relação directa com as condições meteorológicas e, em particular, com o regime de chuvas
que afectam as bacias hidrográficas e determinam a importância dos fluxos estuarinos
expulsos para a plataforma continental. Por outro lado, existe, também, uma variação sazonal
bem marcada, relacionada com o regime de ventos predominantes, que vai condicionar e
controlar a dispersão do material em suspensão expulso pelos estuários.
2.1. Situação de Inverno
No Inverno estabelece-se, por vezes, uma frente termo-halina norte-sul, paralela à
batimetria, que separa as águas costeiras mais frias (<12,5ºC) e menos salinas das águas
oceânicas mais quentes (>16ºC).
A nível mundial, a presença de frentes invernais termo-halinas foi descrita e caracterizada em
diversas áreas como o Golfo da Biscaia (Castaing, 1981; Hermida, 1997), Inglaterra (Simpson,
1981) e as costas Este (Bumpus, 1973; Ingham, 1976) e Oeste dos EUA (Barnes et al., 1972).
Estas frentes estabelecem-se devido ao abaixamento da salinidade das águas estuarinas
provocado pelo aumento do caudal dos rios, como aconteceu em Dezembro de 1997, e/ou pelo
abaixamento de temperatura das águas costeiras, condicionado pela introdução de águas dos
rios arrefecidas pelas massas de ar frio continental (caso de Janeiro de 1992).
A coluna de água da plataforma caracteriza-se por ausência de estratificação, excepto na
zona costeira próximo da desembocadura dos rios. Quando os caudais são fortes a
estratificação termo-halina encontra-se bem marcada (caso de Dezembro de 1997),
verificando-se o oposto quando os caudais fluviais são fracos (caso de Janeiro de 1992).
A ocorrência de temporais com ventos fortes de S-SW (velocidade acima de 10 m/s),
promovem um regime de downwelling na plataforma continental norte portuguesa (Vitorino et
133
Capitulo IV
_______________________________________________________________________________________
al., 2000, 2001), com circulação geral dirigida para norte. Em resposta às condições de
downwelling, as águas oceânicas de temperatura superior penetram na plataforma, pelos níveis
superiores da coluna de água. Perto do fundo, o fluxo é para fora da plataforma, com
orientação N-NW (Vitorino, 2001).
2.2. Situações intermédias
Na Primavera, o aquecimento progressivo das águas costeiras e a redução do caudal dos rios,
provoca o desaparecimento progressivo da frente salina, dando lugar à termoclina sazonal
horizontal que separa as águas frias do fundo (<14ºC) das águas quentes e menos salinas da
superfície. A coluna de água encontra-se estratificada devido ao aquecimento solar das
camadas superiores, com uma termoclina estacionária entre os 25 e 50m de profundidade
(Maio de 1999). Com ventos fortes de norte, as águas superficiais são advectadas para o largo
e as águas oceânicas frias, abaixo da termoclina, afloram junto à costa. Contudo, a termoclina
restabelece-se rapidamente (2-3 dias) com o relaxamento do vento. Em
Maio de 1999,
observou-se uma massa de água com salinidades mais baixas (<35,3) acima da termoclina. Esta
massa de água cobria a plataforma continental e dispersava-se no oceano (fig. IV-58).
No Outono, a transição de uma situação de Verão para Inverno faz-se progressivamente com a
passagem sucessiva de temporais de Oeste, como o que ocorreu em Novembro de 1996. A
frente termo-halina encontrava-se mal definida (caudais fracos) e as águas estratificadas. Os
temporais promovem a homogeneização da coluna de água, com a destruição da estratificação,
passando-se progressivamente para uma situação de Inverno, onde geralmente os caudais dos
rios também aumentam.
2.3. Situação estival
As águas junto ao litoral galaico-minhoto registam, em Agosto e Setembro, temperaturas
médias de 18-19ºC. Contudo, de Junho a Outubro verifica-se um arrefecimento das águas
costeiras devido ao afloramento (upwelling) de águas frias (13-14ºC) do fundo, provocado por
longos períodos de ventos de norte e noroeste (Fiúza, 1982). Este fenómeno foi observado
pontualmente em Maio de 99, mas não em Setembro de 1990.
Vitorino (1989, 1999) e Silva (1992) descrevem em pormenor a circulação residual na costa
NW de Portugal durante esta estação, sumariamente descrito no capítulo II.
134
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
3. Níveis nefelóides e MPS
3.1.Concentração das águas em MPS
3.1.1.Cruzeiros PLAMIBEL
Dado que estes resultados já foram apresentados em Oliveira (1994), apresenta-se apenas
uma breve síntese dos mesmos. Em Setembro de 1990 (PLAMIBEL I), os valores mais elevados
de concentração (mg/l) á superfície (Min:0,2; Max:3,3; 8=0,9), encontravam-se associados com
as desembocaduras dos rios, diminuindo, de forma geral, de Leste para Oeste (fig. IV-64).
Em Março 1991 (PLAMIBEL II), as concentrações à superfície foram muito superiores, com
valores extremos de 1,1mg/l (na plataforma externa) e de 8,6 mg/l (na desembocadura do rio
Lima). O valor médio de concentração foi de 3,4 mg/l (fig. IV-64).
Para o último cruzeiro realizado em Janeiro de 1992 (PLAMIBEL III), os valores encontrados
foram inferiores aos de Março, mas substancialmente superiores aos verificados durante o
Verão (Min:0,5; Max:5,7; Med.=1,9).
Devido à importância do rio Douro para a área em estudo, faz-se especial referência à zona da
sua desembocadura, de modo a mostrar os comportamentos distintos da sua pluma túrbida
superficial. No Verão, os valores de concentração superiores encontram-se a oeste da foz
(bolsa de concentração superior na plataforma interna, correspondente a um ciclo de maré
anterior); em Março, a pluma encontra-se deslocada para norte devido à dominância de ventos
de S e SW; e em Janeiro a pluma superficial parece estar a dirigir-se para sul sob a influência
dos ventos de NE, já que os valores de concentração superiores se encontram a sul da
desembocadura do Douro. Durante estes cruzeiros foram obtidos alguns valores pontuais de
concentração na camada nefelóide de fundo, que mostram valores muito superiores aos
encontrados à superfície (Tabela IV-2).
Tabela IV-2. Concentração média da MPS (mg/l) na plataforma continental a norte de Espinho (Oliveira,
1995).
Desembocadura
Plat. interna (<30m)
Plat. média (>30m)
Setembro 90
1m
Fundo
Março 91
1m
Fundo
Janeiro 92
1m
Fundo
1.6
0,8
0,8
5,4
3,2
2,3
2,9
2,1
1,5
5,1
1,3
1,7
135
7,0
2,0
6,7
5,3
3,6
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
42ºN
42ºN
Set. 90
Concentração de superficie
(mg/l)
1.0
nh
Mi
Mar. 91
(mg/l)
o
1.6
0.70.8
0.8
1.6
nh
Mi
2.1
o
4.85.6
2.0
1.10.8
0.7
3.3
0.6
1.3
0.6
2.7
Lima
1.1 1.5
0.6
0.3
0.8
0.7
Lima
2.1
1.1 2.4 2.8 8.6
3.5
1.9
0.4
1.1
0.9
0.7
1.6
1.3
1.4
1.8
2.8
6.7
Cávado
41º30'N
Cávado
41º30'N
0.5
0.4
0.4
Ave
5.8
4.4
0.5
0.4
41ºN
0.5
0.2
0.4
5.8
2.5
0.5
1.7
1.2 0.9
1.0
Douro
0.9
0.5
Ave
4.7
2.4
6.7
2.0 3.3
Douro
2.9
2.2
41ºN
9ºW
9ºW
42ºN
Jan. 92
(mg/l)
nh
Mi
2.9
2.2
0.8
4.1
0.8
1.5
1.6 1.11.5
0.6
1.2
1.3
1.7 1.1 0.5
1.5
0.9
0.9
o
Lima
2.3
1.3
1.5
0.9
0.8
Cávado
2.3
41º30'N
0.6
0.9
1.6
1.3
0.8
2.2
1.1
1.6
1.0
2.3
2.5
1.0
2.0
2.1
2.4
1.4
0.8
2.2
Ave
2.0
1.7 2.8
5.4
1.8
Douro
2.8
2.3
1.4
2.0
4.9
5.7
41ºN
5.7
9ºW
Figura IV-64. Distribuição da concentração (mg/l) à superfície, para os cruzeiros PLAMIBEL (Setembro
1990, Março 1991 e Janeiro de 1992).
136
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
Conclusões:
No Verão a concentração à superfície é baixa, com valores na plataforma interna e média
geralmente inferiores a 1mg/l, tornando-se ligeiramente superior junto da desembocadura dos
rios (Oliveira, 1995). No Inverno, perto dos rios, as concentrações são superiores com valores,
por vezes, acima de 5mg/l (rio Douro), mas diminuindo rapidamente para a plataforma interna
a média. Os mapas de distribuição da concentração mostram a localização da pluma do Douro,
que varia essencialmente com a direcção dos ventos dominantes e com a maré.
3.1.2.Cruzeiro CORVET 96
Os valores de concentração extremos medidos à superfície (-5m) foram, antes do temporal de
19 de Novembro, de 0,1mg/l (na plataforma externa, no extremo NW da área em estudo) e de
1,8mg/l (na plataforma interna, na proximidade do rio Cávado). A concentração média era
cerca de 0,6mg/l. Perto do fundo (cerca de 5m do fundo), os valores são mais elevados,
principalmente na plataforma interna perto da desembocadura do rio Lima, onde se verificou o
valor máximo de 13,8mg/l. A este nível, o valor de concentração médio foi de 2,7mg/l (fig.IV65), com o mínimo localizado no bordo da plataforma (0,3 mg/l). Em ambos os níveis os valores
de concentração diminuíam da costa para o largo.
Depois
do
temporal,
os
valores
de
concentração
aumentaram
significativamente,
principalmente na plataforma interna e média. À superfície, embora o valor mínimo fosse muito
semelhante (0,12 mg/l), o valor máximo aumenta para o dobro, 3,7 mg/l (valor médio de 1,0
mg/l). Perto do fundo, os valores extremos foram de 18,45 mg/l (plataforma interna a norte
do rio Douro) e de 0,4 mg/l (bordo da plataforma), com valor de concentração média de
4,8mg/l. Tal como antes do temporal, os valores de concentração máximos localizam-se perto
da costa, com diminuição dos valores para o largo. Contudo, com a passagem do temporal,
ocorrem sobre a plataforma média valores de concentração mais elevados, provavelmente
relacionados com a ressuspensão dos sedimentos finos do fundo.
3.1.3.Cruzeiro CLIMA 97
Nesta campanha, os valores mais elevados da concentração superficial (5m), foram registados
na proximidade da costa e em duas áreas localizadas sobre a plataforma externa e bordo da
plataforma (fig.IV-66). O valor médio de concentração encontrado foi de 0,95 mg/l
sendo o valor máximo de 5,8 mg/l (plataforma externa a sul do rio Douro) e o mínimo de 0,05
mg/l na vertente continental.
137
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
Cruzeiro Corvet (Novembro 1996)
MPS 5m do fundo (mg/l)
MPS a -5 m (mg/l)
0.1
0.5
0.4
0.2
1.2
0.3
0.3
0.9
0.5
Lima
0.3
P4
P5
0.5
0.2
1.8
0.9
0.5
P4
P5
3.7
0.1 0.1
2.7
5.7
Lima
0.3
1.7
41º 30' N
0
2.4
1.6
0.3
0.5
13.8
1.0
5.7
0.6 1.2
8.5
10.6
41º 30' N
10 km
0
0.6
0.4
1.4
10 km
0.2 0.3
0.6
1.20.6
0.4
3.2
0.5
1.0
0.8
5.5 3.9 15.9
1.9
3.52.0
18.5
200m
200m
Douro
100m
100m
100m
Douro
9º00' W
9º 00' W
9º00' W
9º 00' W
CORVET 96 (Novembro de 1996). Secções P4 e P5 separadas pelo temporal de 19 de Novembro.
Nas proximidades do fundo (CNF), as concentrações variaram entre 0,2mg/l (bordo da
plataforma) e 15,6mg/l (a sul do rio Douro), com valor médio de 2,3mg/l. Como no cruzeiro
CORVET, foram observados os valores mais altos de concentração sobre a plataforma média a
externa, correspondendo a ressuspensão de partículas do depósito silto-argiloso do Douro.
Contudo, no geral, as concentrações mais fortes encontravam-se na plataforma interna,
diminuindo para o largo.
3.1.4.Cruzeiro OMEX II/99
Neste cruzeiro, as concentrações encontradas foram baixas, tanto na CNS como na CNF
(fig.IV-67). À superfície, os valores de concentração variaram entre 0,07mg/l (plataforma
externa) e 4,4 mg/l (plataforma interna perto do rio Douro), com valor médio de 0,87mg/l.
Perto do fundo as concentrações variaram entre 0,2 mg/l (plataforma externa) e 3,7 mg/l
(plataforma interna perto do rio Douro), com valor médio de 1,0 mg/l.
138
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
Cruzeiro CLIMA (Dezembro 1997)
Concentração a 5m do fundo
(mg/l)
Concentração a -5m
(mg/l)
0.6
0.5
0.5
0.7
1.8
18.5
18.0
0.2
0.3
0.3
0.6
0.1
0.3
0.9
0.8
0.4
17.0
0.6
16.0
1.4
1.9
15.0
14.0
13.0
0.1
0.9
0.6
0.9
1.5
12.0
3.7
11.0
10.0
9.0
0.3
0.4
0.9
0.7
0.7
3.2
1.7
8.0
4.7
7.0
6.0
5.0
0.2
41º30'N
0.2
4.0
0.1
2.4
0.4
0.2
41º30'N
2.7
3.0
5.0
2.0
1.0
0.2
0.1
0.2
0.4
0.3
4.9
0.1
0.3 0.3
0.1
0.3
2.3
0.1
0.7
0.2
2.7
0.6
0.2
0.2
0.5
0
10km
4.8
1.5
2.9
0.8
0.9
0.4
0.2
1.2 1.6
0.3
Douro
0.2
0.9
4.0
1.6
12.8
1.9
5.1
1.8
0.5
1.0
10km
0
4.5
8.3
2.5
Douro
0.4
0.2
5.8
9º00' W
1.2
1.1
0.5
2.3
9º00' W1.4
15.6
Figura IV-66. Distribuição da concentração (mg/l) à superfície e perto do fundo, para o cruzeiro CLIMA
97 (Dezembro de 1997).
0.7
0.4
M
in
ho
1.0
0.5
0.1
0.4
0
Lima
1.0
41º30'N
0.4
Cá
va
do
0
0.4
0.8
0.4
0.6
1.3
0.7 Av
0.8
4.4
0.6
Douro
0.3
0.4
0.3
Cá
va
do
0.9
1.0
1.1
1.0
1.3
1.6
1.6Av
e
3.7
Douro
100m
100m
0.2
0.6
Lima
10km
e
200m
200m
0.5
0.6
0.2
41º30'N
10km
2.2
0.9
0.8
0.4
in
ho
Concentração perto do fundo (mg/l)
M
Concentração a - 5m (mg/l)
9º00' W
1.4
0.6
1.0
0.9
9º00' W
2.8
OMEXII/99 (Maio de 1999).
139
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
3.2. Níveis nefelóides e distribuição da MPS -relação com os parâmetros hidrológicos
Como já foi referido anteriormente (Capitulo III), existe uma boa correlação entre os
conteúdos de MPS e os valores de turbidez para a CNF, a qual diminui para a CNS.
Os dados nefelométricos obtidos nos cruzeiros mostraram que a área em estudo é
caracterizada por baixos valores de turbidez (<3 FTU), indicando que as concentrações de
MPS são normalmente baixas. Contudo, concentrações relativamente superiores foram
observadas a profundidades baixas nas imediações da desembocadura do rios e junto ao fundo
na plataforma média e vertente superior (fig. IV-68).
Prof. (m)
350 180
155
110
Prof. (m)
82 68
55
42
2.0
18
350180
82 68
55
42
18
E
14.0
Dezembro 97
Turbidez (fundo)
Novembro 96
Dezembro 97
Maio 99
Maio 99
Nefelometria (FTU)
12.0
Nefelometria (FTU)
110
W
Turbidez (-5m)
Novembro 96
1.5
155
16.0
E
W
1.0
10.0
8.0
6.0
0.5
4.0
2.0
0.0
0.0
-60.0
-50.0
-40.0
-30.0
-20.0
-10.0
0.0
Dist. á costa (km)
-60.0
-50.0
-40.0
-30.0
-20.0
-10.0
0.0
Figura IV-68- Comparação entre os valores de turbidez encontrados à superfície e fundo para os vários
cruzeiros.
O período de transição entre o regime de upwelling e o período de inverno (Novembro de
1996), está bem representado na fig. V-69, pelas secções B e D. Os perfis de nefelometria
obtidos antes do temporal, mostram a presença de uma estreita CNS (10-20m) e uma bem
definida CNF (20-30m). Os valores de turbidez são baixos na CNS, da ordem dos 0.1-1.8 mg/l
e na CNF são superiores, com concentrações que variam entre 0.3 e 13.8 mg/l.
Depois do
temporal, a CNS desaparece (coluna de água homogénea) e perto do fundo (≈5m do fundo), a
turbidez decresce da costa até à isóbata dos 50-55m. A partir da isóbata dos 60m a turbidez
aumenta ligeiramente até aos 150m, diminuindo drasticamente a partir deste limite para
valores de turbidez baixos e constantes. Uma possível explicação para os altos valores de
turbidez verificados na plataforma interna é a resuspensão, pela ondulação, do material fino
do fundo. Este material, depositado durante o Verão, é novamente colocado em suspensão
pelos primeiros temporais de Outono. O aumento de turbidez a partir dos 60m coincide com a
ocorrência do depósito silto-argiloso do Douro, havendo nova introdução de partículas finas na
CNF através da resuspensão dos sedimentos de fundo. O temporal favoreceu a resuspensão do
material fino do fundo que é incorporado na CNF e transportado para o largo. Esta CNF, que
140
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
Corvet 96 - Período de Outono
(baixo caudal)
0
0
Antes
temporal
Prof.(m)
26.6
26.9
-100
1.8
0.1
στ
27.0
-200
-50
Secção 4
N (FTU)
A
-25
km
B
-200
-50
0
-25
km
0
0
0
Depois
temporal
26.6
Prof.(m)
1.4
-100
Secção 4
2.9
1.8
-100
-100
26.9
2.2
Secção 5
N (FTU) D
Secção 5
στ
C
-200
-50
-25
km
-200
-50
0
-25
km
0
Clima 97 - Período de Inverno (caudal elevado)
sem temporal
Prof.(m)
0
frente
termo-halina
26.2
água
oceânica
-200
0.05
5.7
0
0.5 1.
-100
Secção 2
26.9
0.05
0.1
26.4
-100
0
rio
Douro
água estuarina
Secção 2
N (FTU)
στ
E
27.0
-50
km
-25
F
-200
-50
0
km
-25
0
OMEX 99 - Período de Primavera
Água superfícial quente e menos salina
Prof.(m)
0
rio
Douro
0
0.2
0.1
0.86
0.05
-100
-100
Secção 4
N (FTU)
G
-200
-200
-50
Prof.(m)
0
0.55
Secção 4
στ
km
-25
26.5
-50
0
km
-25
0.1
στ
-50
0.34
0.05
I
-200
km
-25
0.45
-100
Secção 2
água fria de
fundo
0
0
Frente
upwelling
-100
H
J
-200
-50
0
Secção 2
N (FTU)
km
-25
Figura IV-69. Secções perpendiculares à costa representativas da densidade e nefelometria observadas
durante os cruzeiros CORVET96, CLIMA97 e OMEX99.
141
0
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
A
Turb. (FTU)
0.2 0.1 0 0.2 0.1 0
0.4 0.2 0
2
1
0
2
1
0 43 21 0
4 32 10
43 21 0
43 21 0
0
100
Corvet96
Secção 6
στ
300
Prof. (m)
200
400
27.2
500
40
30
20
10
0
Dist. à costa (km)
B
0.2 0.1 0
0.4
0.2 0.1 0
0
Turb. (FTU)
0.4
0
0.4
0
3 2 1 0
3 2 1 0
6 4 2 0
0
100
στ
300
Prof. (m)
200
Clima 97
Secção 4
400
500
40
0.2
0
30
20
10
0
Dist. à costa (km)
Figura IV-70. Relação entre os perfis verticais de nefelometria e isopícnicas verificadas na secção que
atravessa o canhão do Porto. A) CORVET96; B) CLIMA97 e C) OMEX99 (página seguinte). Linhas a
tracejado indicam as isopícnicas. Notar que nos diferentes perfis de turbidez (FTU), existe um
decréscimo da escala de turbidez à medida que se caminha para o largo.
142
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
C
Turb. (FTU)
0.2 0.1 00.2 0.1 00.2 0.1 0 0.4 0.2 0
0.4
0
0.8 0.4 0
0.4 0.2 0
0.4
0 0.4 0.2 0
0
26 .20
100
OMEX99
Secção 3
στ
300
Prof. (m)
200
400
500
40
30
20
10
0
Dist. à costa (km)
(Ver legenda na página anterior)
pode atingir espessuras de 30-50m, foi detectada no bordo da plataforma, estendendo-se
pela vertente até profundidades da ordem dos 350-400m. Valores ligeiramente superiores de
turbidez foram observados na área da vertente superior (fig. IV-70), indicando a presença de
uma camada nefelóide intermédia (CNI) que se destacou do fundo; são geralmente níveis muito
ténues.
Em Dezembro de 1997, os valores de turbidez observados ao longo da coluna de água variaram
entre 0.02 e 9 FTU, que corresponde a uma concentração de partículas de 0.1 a 16mg/l (valor
observado na CNF a sul da desembocadura do rio Douro). O valor mais baixo de turbidez foi
observado à superfície longe da influência dos rios e a níveis intermédios. Na plataforma
média, os valores de turbidez eram cerca de 0.1 FTU da superfície até aos 60-80m de
profundidade, apresentando uma coluna de água homogénea devido à mistura de Inverno,
provocada pela ondulação (fig. IV-70B).
No bordo da plataforma e vertente superior as concentrações de MPS observadas na CNF,
com 10-50m de espessura, foram semelhantes às medidas durante Novembro de 1996, após 34 dias do temporal. No entanto, perto da costa, o maior débito fluvial permitiu o
estabelecimento de uma frente termo-halina que aparentemente inibia a transferência de
partícula para o largo. Esta frente afectava toda a coluna de água (60-70m) ou sobretudo a
143
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
CNS dependendo da proximidade à desembocadura do rio Douro. A partir deste limite a
turbidez na CNF aumenta por cima do depósito fino da plataforma média (Fig. IV-69F), mas
com mais baixos valores de turbidez e com espessura menor (10-20m) do que em períodos de
temporal. Na vertente superior a profundidades de 160-180m, observa-se uma reduzida mas
distinta CNI relacionada com o descolamento da CNF(fig. IV-70b).
Durante Maio 1999, a distribuição da turbidez evidencia claramente a CNS e CNF bem
separadas (Fig. IV-68H), apresentado extensão semelhante mas com valores de turbidez
muito inferiores aos observados de Inverno e Outono. A frente termo-halina desapareceu e já
não existe bloqueio à transferência de partículas para o largo, principalmente na CNS (3040m) que se estende para oeste, até ao bordo da plataforma. As concentrações de MPS
variam entre 0.1 e 4.4mg/l. A CNF está bem definida e apresenta uma espessura de 20-30m.
Na CNF a turbidez diminui até à isóbata dos 60m, aumentando também ligeiramente sobre o
depósito fino do Douro. A profundidades superiores a 200m a CNF não foi detectada. Quando
a frente de upwelling (fig.IV-69I) se estabeleceu na plataforma interna a média, devido aos
ventos de N-NW, a água estuarina (e as partículas na CNS) parecem estar aprisionadas junto
à costa (fig. IV-69J), mas com a migração para o largo desta frente, a extensão da CNS
permanece a mesma. Os aportes de MPS são mais reduzidos, assim como o efeito da onda,
mantendo menor quantidade de partículas em suspensão que se depositam mais facilmente na
plataforma. Contudo ao longo da vertente superior, distinguem-se três CNI observadas a
várias profundidades (120-150m; 190-230; 240-310m), provavelmente associadas com o
descolamento de sedimentos finos da parede do Canhão do Porto (fig. IV-70C).
No geral, os valores de MPS observados são compatíveis com os descritos para o Golfe de
Lion, onde o conteúdo de MPS nas águas superficiais varia entre 0.8 e 3 mg/l (Durrieu de
Madron et al., 1990). Perto do fundo, as concentrações observadas em alturas de temporal
são também semelhantes às do Golfe de Lion (4mg/l) e do rio Ebro (Palank & Drake, 1990),
mas três vezes inferiores às observadas durante a Primavera. No rio Gironda, as
concentrações observadas são mais elevadas (>5 mg/l).
3.3. Formação e desenvolvimento dos níveis nefelóides
Os dados da fig. IV-70 sugerem que o desenvolvimento das camadas nefelóides está
intimamente relacionada com a distribuição da densidade e com a estratificação da coluna de
água. As isolinhas de concentração por vezes sobrepõem-se às isopícnicas. Nos três cruzeiros
observava-se que a superfície de densidade σt ≈ 26.9 kg m-3 se situava, aproximadamente, na
144
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
base da picnoclina. A evolução desta superfície permite caracterizar as condições
hidrográficas e o desenvolvimento dos níveis nefelóides.
Durante o cruzeiro CORVET96, o limite superior da CNF, situa-se na picnoclina. A superfície
de densidade σt ≈ 26.9 kg m-3 ocupa praticamente toda a plataforma até à plataforma interna
(30-50m de profundidade). No cruzeiro CLIMA97, esta superfície desce para o bordo (150160m de profundidade), limitando a formação da CNF e aumentando a camada de mistura
superficial. No cruzeiro da Primavera, esta superfície de densidade sobe novamente ocupando
toda a plataforma, permitindo o aumento de espessura da CNF. A CNS (maioritariamente
constituída por partículas orgânicas) forma-se encontrando-se claramente limitada por
isopícnicas.
A maior parte das partículas presentes na CNF são inorgânicas (Capitulo V), resultando em
grande parte dos processos físicos de ressuspensão. Vitorino et al., (2001), apresentam uma
discussão sobre os processos que afectam a margem norte Portuguesa.
Na plataforma interna e média o mecanismo de resuspensão dominante é a onda de superfície.
Estimativas baseadas na medição da onda na plataforma média (86m) sugerem que de Inverno,
a velocidade de corte da onda frequentemente excede os 1 cm/s, assumida como a velocidade
de corte critica para ressuspensão dos sedimentos finos da plataforma norte. Durante
temporais como o observado em Novembro de 1996, a velocidade de corte da onda era
superior a 2,5-3cm/s, formando uma CNF com cerca de 20-30m de espessura.
As correntes de baixa frequência (períodos acima de cerca de 2 dias) podem também
ressuspender o sedimento de fundo. Foram observadas correntes acima de 25 cm/s (para
norte ou para sul) tanto no Inverno (fig. II-10) como na Primavera, promovendo velocidades
de corte acima do valor crítico de ressuspensão.
As ondas internas causam também ressuspensão, sobretudo na plataforma externa associadas
a condições particulares de estratificação. Durante o Inverno, a picnoclina intercepta o fundo
a profundidades de cerca de 80-100m, formando uma região frontal (fig. IV70B). As ondas
internas e marés geradas no bordo da plataforma, com períodos abaixo de 14h, podem ser
transmitidas para terra e intensificadas perto do fundo (Vitorino et al., 2001), promovendo a
remobilização do sedimento fino da plataforma. Este mecanismo afecta sobretudo a
plataforma externa, mas em temporais extremos a região frontal pode atingir o depósito fino
do Douro e promover a sua erosão.
145
Capítulo IV
_______________________________________________________________________________
No Outono -Inverno, a CNF expande-se para a vertente, seguindo as isopícnicas (Fig. IV-70).
Ao longo do bordo da plataforma, a CNF destaca-se, formando CNI. A profundidades
superiores observam-se CNI mais pequenas.
No cruzeiro de Maio de 1999, ao longo da vertente superior foi observada a presença de CNI.
A origem e desenvolvimento destas CNI podem dever-se à associação da corrente da vertente
com as marés. Nos meses de Verão e Primavera, verificou-se existir intensificação das
correntes tidais da plataforma interna para a vertente superior (Vitorino & Coelho, 1998). Na
vertente superior, as elipses de maré semi-diurnas (velocidades de correntes da ordem dos
15-20cm/s) estão polarizadas segundo a direcção do bordo da plataforma, promovendo
importantes movimentos transversais (Vitorino & Coelho, 1998). No Inverno, a corrente da
vertente encontra-se à superfície com velocidades máximas de 20-35cm/s a 50m de
profundidade (Frouin, et al., 1990). No Verão-Primavera, o núcleo de velocidade máxima
encontra-se aos 100-150m de profundidade podendo exceder a velocidade critica de erosão,
de 15-20 cm/s, para a formação de CNI ( Mc Cave, 1984; Gross & William, 1991). O sedimento
assim ressuspenso iria ser transportado para norte ou para o largo associado com a maré.
Em período de Verão, Hall et al. (2000) também propõem uma intensificação na formação de
CNI devido ao upwelling e transporte para o largo e à existência da corrente da vertente para
o equador a níveis superficiais.
3.4.Conclusões
A distribuição espacial da MPS na plataforma e vertente continental e a sua relação com os
parâmetros hidrológicos permitiu evidenciar alguns dos processos envolvidos na transferência
das partículas em situações contrastadas (Inverno e Primavera).
Os resultados obtidos indicam que: a) Existe um gradiente geral de diminuição das
concentrações de Este para Oeste; b) A turbidez é sempre superior perto do fundo (CNF) do
que na superfície (CNS); c) A transferência do material fino é essencialmente feito na CNF,
favorecido pelas correntes de downwelling, presentes em temporais de S-SW; d) Dependendo
da circulação geral e da acção da onda, os valores de turbidez aumentam na plataforma média
(depósito silto-argiloso do Douro), perto do canhão submarino do Porto. Os sedimentos finos
são remobilizados e transportados para norte para a plataforma Galega ou para NW em
direcção ao eixo do canhão do Porto; e) O eixo do canhão submarino do Porto representa
certamente uma das áreas preferenciais para introdução da MPS na vertente continental e
planície abissal.
146
Capitulo V
Matéria particulada em suspensão
_______________________________________________________________________________________
CAPITULO V
Matéria particulada em suspensão na coluna de água
A colheita de águas a diferentes níveis da coluna de água, preferencialmente na CNS e na
CNF, permitiu a realização de estudos qualitativos e quantitativos da MPS para identificação
da composição e origem dos níveis nefelóides.
1.Carbono Orgânico Particulado
1.1.Introdução geral ao ciclo do carbono
No ciclo de carbono, a matéria orgânica do ambiente marinho tem um papel fundamental nos
processos biológicos que ocorrem tanto na coluna de água como nos sedimentos. A fig.V-1
mostra um modelo de fluxos de carbono em diferentes ambientes oceânicos (plataforma,
vertente e planície abissal da Galiza), de acordo com Wollast (1999).
PLATAFORMA
f.ratio=0.5
pp:200
respiração:100
exportação:100
Dep.
VERTENTE
Z. eufótica
100
exportação
30
respiração:50
Dep.
f.ratio=0.33
Z.afótica
200m
20
respiração:20
enterrado:0.2
Sedimentos
exportação
?
pp:160
respiração:106
exportação:54
Dep. 54
input total:64
respiração:57
Dep.
6
respiração:6
enterrado:0.1
PLANÍCIE ABISSAL
Z.eufótica
100m
pp:140
respiração:110
exportação:30
Dep. 30
Transp.lateral
int. e fundo
200m
Sedimentos
input total:31
respiração:28
Dep.
3
respiração:3
enterrado:0.1
Figura V-1. Fluxos de carbono (gCm- 2ano-1 ) no reservatório oceânico de acordo com Wollast (1999).
pp=produção primária; dep=deposição; f.ratio=exportação/pp.
O oceano contém 60 vezes mais carbono que a atmosfera (Westbroek et al., 1993). A
quantidade de carbono no oceano é determinada: a) pelo acarreio de material de origem
continental; b) por processos físico-químicos de troca com a atmosfera; c) por processos
biológicos como a fotossíntese e calcificação; d) e pela sedimentação. A fonte principal de
carbonatos no oceano são os foraminíferos, cocolitóforos e, com menor importância, os
pterópodes e os dinoflagelados calcários. A produção de cocólitos e carapaças liberta CO2 ,
enquanto que a fotossíntese remove o CO2 do oceano superficial e atmosfera, ao produzir
matéria orgânica. A maior parte do carbono orgânico particulado é respirado e só apenas 0,1%
147
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
da produção de carbono orgânico é preservado nos sedimentos (Westbroeck, et al., 1993;
Wollast, 1999).
1.2.COP em ambiente fluvial e marinho
O conteúdo de carbono orgânico das partículas fluviais varia com o caudal dos rios. No rio
Ródano, os valores de COP variam entre 3 e 6 %, com uma estimativa anual de COP fornecido
para o mar de 5,6 a 11,2x104 ton./ano (Cauwet et al., 1990). Meybeck (1982) descreveu a
relação entre a matéria particulada total em suspensão e o conteúdo orgânico das partículas
nos rios, mostrando que, quanto mais elevada é a turbidez, mais baixo é o conteúdo em
carbono. Esta relação foi encontrada em vários rios, como refere Cauwet (1990), tornando-se
mais geral.
Quando as águas estuarinas entram na plataforma, parte das partículas em suspensão começa
a depositar-se, ocorrendo nas águas superficiais um gradiente vertical de turbidez. Embora o
esquema de sedimentação seja mais complicado devido aos processos de floculação,
idealmente, partículas pesadas e maiores (ex: quartzo) sedimentam primeiro que as partículas
menos densas e de menores dimensões, que são transportadas mais para longe da costa (ex.
minerais das argilas e matéria orgânica).
Na plataforma, a introdução de matéria orgânica autóctone aumenta o conteúdo do COP. A
contribuição do plâncton pode variar de 20-50% nas águas oligotrópicas a mais de 70-90% em
áreas de alta produtividade, onde a fracção detrí tica é reduzida (Hobson et al., 1973; Cauwet,
1978).
Neste estudo, para o conhecimento da fracção orgânica na MPS, avaliou-se o conteúdo em
carbono orgânico das partículas colhidas nas águas da plataforma e vertente continentais.
Para avaliar os teores de Matéria Orgânica Particulada (MOP) a partir das concentrações de
COP, existem na literatura relações empíricas do tipo:
MOP = R x COP
Para os sedimentos em suspensão no meio estuarino é frequentemente utilizada a relação de
Demolon (1944), determinada por agrónomos e pedólogos (Robbe, 1981):
R=1,72 se COP<5,8%
R=2,0 se COP≥5,8%
Etcheber (1986) determinou diversos valores de R em amostras de sedimentos em suspensão
no Gironda, conforme a altura do ano e a natureza da MO (R variou entre 1,76 e 1,95). Para
isso, determinou a quantidade de MO extraída por oxidação com água oxigenada (H2 O2 ). Para
suspensões marinhas, Bunt (1975) propõe um R de 2,2 (valor utilizado neste estudo).
148
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
1.3.Análise do COP
Determinou-se o conteúdo de carbono orgânico à superfície (1m), nos cruzeiros PLAMIBEL I
(Setembro 1990) e PLAMIBEL II (Março de 1991), enquanto que para os cruzeiros CORVET
(Novembro 96), CLIMA (Dezembro 97) e OMEX II as amostras foram preferencialmente
colhidas da CNS e CNF. No cruzeiro OMEX II (Maio de 99) efectuaram-se também colheitas
a níveis intermédios, de águas menos túrbidas. Com estas amostras, obtiveram-se mapas de
distribuição do COP a diferentes níveis (em µg/l e % de COP), de modo a evidenciar as
diferenças verificadas entre os diversos cruzeiros no que respeita à contribuição de
nutrientes dos rios para a plataforma continental adjacente.
A análise da distribuição do COP nas águas superficiais durante o Verão (Set.90) mostra a
importância dos rios como contribuintes de nutrientes para a plataforma continental (fig. V2), com destaque para os rios Douro (497µm/l) e Lima (336µm/l). As distribuições da carga
orgânica (µg/l) e do conteúdo em carbono (%) são muito semelhantes, com os valores mais
elevados na proximidade da desembocadura dos rios.
42ºN
42ºN
Set. 90
COP -1m (ug/l)
n
Mi
153
Set. 90
COP -1m (%)
ho
i nh
M
147
108 157158
211
23
300
96
221
Lima
95
3 10
18
336
135
64
10
11
Lima
23 55
20
19
201
83
9
2815
22
185
124
22
29
200
15
19
37
33
212
Cávado
10
100
237
31
Cávado
41º30'N
205
30
93
20
271
330
41º30'N
Ave
Ave
35
256
20
28
320
22
39
15
212
27
23
23 33
21
Douro
280
487
352 327
497
Douro
216
41ºN
o
132
215
123
160
41ºN
25
26
13
24
25
9ºW
9ºW
Figura V-2. Distribuição da carga orgânica (µg/l) e do conteúdo em carbono das amostras (%) para o
cruzeiro PLAMIBEL I (Set. 90).
149
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
42ºN
42ºN
Mar.91
COP -1m (ug/l)
M
476
in
Mar.91
COP -1m (%)
ho
M
521
363 540
31
inh
o
11 9
17
500
3
0
236
768
9
317571 719 1978
611
237
Lima
37
250
294 276
28 24 26
21
18
Lima
23
18
2
0
16
100
1
0
273
351
439
610
22
25
16
9
Cávado
41º30'N
Cávado
41º30'N
549
Ave
12
403
485
7
11
231
223
717
154 288
4
9
11
8
Douro
329
161
41ºN
Ave
9
Douro
11
8
41ºN
9ºW
9ºW
Figura V-3. Distribuição da carga orgânica (µg/l) e do conteúdo em carbono das amostras (%) para o
cruzeiro PLAMIBEL II (Março 91).
Em relação aos cruzeiros de Inverno, a observação das distribuições da carga orgânica (µg/l) e
do conteúdo em carbono das amostras (%), mostra que:
•
no cruzeiro de Março de 1991 ocorrem, à superfície, valores elevados de carga
orgânica associada com os rios, principalmente na proximidade do rio Lima. Nessa área, as
percentagens de COP são superiores a 20%, o que sugere importante contribuição de
material orgânico. Já na plataforma interna perto do rio Douro, o conteúdo em COP é mais
baixo (inferior a 11%), sugerindo aumento da contribuição em partículas terrígenas (fig. V3).
•
no cruzeiro de Novembro de 1996, os valores de conteúdo orgânico à superfície são,
em geral, baixos (fig.V-4). Contudo, o temporal de 19 de Novembro provocou, na estação
mais próxima da costa, um aumento da carga orgânica das águas, que quase triplicou. Pelo
contrário, as percentagens de COP mantiveram-se praticamente inalteradas. O conteúdo
em carbono (%) apresenta os valores mais elevados na plataforma externa, e evidencia a
presença de águas pouco ricas em COP na plataforma interna a média. Estes baixos
conteúdos em COP encontram-se, provavelmente, associadas a águas estuarinas, ricas em
150
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
COP fundo (ug/l)
COP -5 m (ug/l)
41
76
27
58
51
60
52
8
Lima
45
P4
62
41
45
67
39
42
155
110
232
150
96
41
P5
130
73
36
P4
P5
189
536
115
63
52
339
91
274
71
Lima
413
100
41º 30' N
41º 30' N
0
10 km
0
10 km
50
44
68
42
36
32
44
76
168
31 52
70
64
53
252
117
156
541
664
188131
Douro
20 0 m
2 00 m
Douro
9º 00' W
9º 00' W
COP fundo (%)
COP -5 m (%)
29.2
16.9
5.1
18.1
5.4
5.8
35
17.7
16.4
5.9
1.6
Lima
15.6
P4
12.4
5.6
18.0
18.0
3.8
31.6 30.0
P5
30
P4
P5
20
5.1
8.4
11.7
14.6
4.1
7.4
13.7
12.6
8.2
3.9
9.4
4.3
6.1
Lima
4.0
3.9
41º 30' N
41º 30' N
10
0
10 km
0
10 km
0
7.0
16.2
2.6
20.1 12.9
5.6
2.5 8.5
19.0
5.2
13.4
7.1
7.0
4.6
6.1
5.4 6.5
3.4
3.6
Douro
20 0 m
200m
Douro
4.0
9º 00' W
9º 00' W
Figura V-4. Distribuição da carga orgânica (µg/l) e do conteúdo em carbono das amostras (%), colhidas a
-5m e no fundo, para o cruzeiro CORVET (Novembro 96). O perfil 4 e 5 estão separados pelo temporal
de 19 de Novembro.
151
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
COP -5m
(ug/l)
57
COP fundo
(ug/l)
137
117
64
39
46
45
76
56
56
46
68
74
500
141
171
150.0
Lima
96
270
77
93
93
105
80
a
134 177Lim
201
132
150
100
251
100.0
40
36
41º30'N
37
33
0
98
41º30'N
151
62 54
180
50.0
104
78
163
87
81
50
259
155119
136
10km
32
33
44
49
36
191
55
40
43
94
94
69
278
87
62
60
Douro
90
105
125
200m
41
200m
51
33
198
144
242
173
507
147
277
0
10km
424
174
Douro
100m
100m
9º00' W92
89
91
COP -5m
(%)
14.4
6.2
16.1
13.6
35.0
28.2
10.4
41º30'N
3.5
14.8
13.6
0
30.0
10.0
6.2
15.121.6
14.1
4.8
12.6
25.0
20.0
4.3
11.6
19.6
Lima
8.9
26.6
41º30'N
7.9
6.1
19.5
0.0
6.9
11.5
6.8
7.4
14.8
1021
245
COP fundo
(%)
20.5
6.7
9º00' W
78
23.0
7.6
7.9
12.0
5.4
6.2
18.1
20.6
ima
5.1L
8.6
5.5
11.98.1
16.0
10km
7.9
33.3
33.8
23.4
30.0
19.1
24.0
8.1
12.9
13.4
32.5
33.6
7.0
7.8
2.3
Douro
9.9
22.3
12.6
200m
4.8
200m
13.4
12.6
10.6
13.7
5.0
5.1
9.1
8.1
8.3
4.1
0
10km
5.2
5.7
Douro
100m
100m
9º00' W7.9
16.9
19.7
1.3
9º00' W 16.3
5.4
-5m e no fundo, para o cruzeiro CLIMA (Dezembro 97).
152
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Cruzeiro OMEX II (Maio 99)
COP -5m (ug/l)
COP Fundo (ug/l)
500
86
293
133
Lima
200
48
159
69
Lima
150
87
65
90
100
91
62
33
49
68
41º30'N
41º30'N
50
0
10km
115
65
77
120
76
88
148
91
0
89
163
625
222
71
130
Douro
176
200m
200m
49
10km
515
814
Douro
100m
57
100m
56
9º00' W68
445
108
COP -5m (%)
174
497
9º00' W90
COP Fundo (%)
50.0
28.5
40.0
Lima
15.8
16.0
10.1
7.9
Lima
30.0
20.0
43.5
19.2
20.5
8.8
10.0
13.5
6.8
4.3
8.4
41º30'N
41º30'N
0.0
0
10km
37.0
12.8
10.8
24.9
9.2
9.0
13.1
5.6
0
35.5
29.1
29.6
22.1
28.3
Douro
8.4
200m
200m
18.8
13.1
8.2
10km
15.4
Douro
100m
28.6
100m
18.5
9º00' W
21.9
20.8
20.7
15.0
9º00' W
20.8
-5m e no fundo, para o cruzeiro OMEX II (Maio 99).
153
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
elementos terrígenos, provenientes dos rios, com especial destaque para o rio Douro
(escoamento superior). Junto ao fundo, o conteúdo de COP era inferior ao da superfície,
aumentando para a plataforma externa e bordo nas vizinhanças do canhão submarino
do Porto, o que sugere uma rápida transferência de material orgânico dos níveis
superficiais da coluna de água para o fundo.
• no cruzeiro de Dezembro de 1997 verifica-se, à superfície, a mesma tendência do
cruzeiro anterior, com o conteúdo em carbono das águas a aumentar para a plataforma
média e externa, decrescendo no bordo e vertente continental. As águas oceânicas mais
ricas em carbono ocorrem na plataforma externa entre os rio Ave e Douro (fig.V-5). Na
proximidade do fundo, é de salientar os valores de COP observados na vertente
continental superior e na proximidade do canhão do Porto, que são superiores aos
verificados aos 5m. Estes valores elevados sugerem importante contribuição de carbono
da camada fótica superficial, ou então, mais provavelmente, o enriquecimento esporádico
da CNF em carbono em consequência da forte remobilização dos sedimentos de fundo da
plataforma média a externa, que se verifica durante os temporais de Inverno.
• As distribuições do COP referentes ao cruzeiro realizado na Primavera (Maio 99)
revelam conteúdos importantes de C orgânico tanto na CNS, como na CNF (fig.V-6). A
carga orgânica é elevada na proximidade dos rios Douro (>500µg/l) e Lima (>290µg/l),
com tendência para diminuir para o bordo da plataforma, onde o conteúdo em carbono
(%) apresenta os valores mais elevados. Neste cruzeiro realizaram-se colheitas ao longo
da coluna de água (superfície, meio e fundo), tornando-se assim possível a elaboração de
perfis perpendiculares á costa (fig.V-7). Estes perfis mostram que os valores superiores
de COP (%) se encontram à superfície, com os valores mais baixos geralmente na
plataforma média a externa, na proximidade do fundo. É de realçar que os valores
elevados de COP (>20%) encontrados na vertente continental a profundidades
superiores a 300m (secção 3 e 4) implicam necessariamente um transporte rápido de
matéria orgânica para estas profundidades.
Com estes dados construíram-se gráficos que relacionam o conteúdo de carbono orgânico com
a matéria total em suspensão (mg/l), para a superfície e fundo (fig.V-8 e fig. V-9). Cada
cruzeiro representa uma situação diferente o que induz distribuições distintas, em função da
maior ou menor influência da produção oceânica (linhas a tracejado e a cheio). Nas águas
superficiais (CNS), o antagonismo entre os rios e a influência marinha é responsável pela
variação entre baixos e altos valores de carbono. Nas amostras de fundo é fácil detectar a
154
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
influência de partículas que provêm da coluna de água superior ou aquelas que provêm da
resuspensão de sedimentos do fundo (Cauwet, 1990).
29
0
16
15
8
19
Secção 2
COP (%)
%
50.0
-20
-10
0
35
29
17
13
30
8
2
12
5
Prof.(m)
-30
37
32
9
13
20
13
-600
Secção 3
(Canhão do Porto)
COP(%)
-400
29
-600
40.0
12
-800
30.0
-1000
20.0
-800
8
25
Secção 4
COP (%)
28
-1000
-40
-30
-20
-10
Dist. á costa (km)
10.0
-400
-1200
-50
-40
-30
-20
-10
0
14
Dist. á costa (km)
0 19
14
29
-40
22
21
35
15
30
0.0
-30
-20
-10
0
Dist á costa (km)
Prof.(m)
21
-200 21
Secção 5
COP (%)
-400
-60
-50
1
11
6
6
9
-400
Dist. á costa (km)
Prof. (m)
0
-200
Secção 1
COP (%)
16
-40
11
9
8
7
-400
-200
21
12
4
-200
11
19
19
19
-200
0
44
10
Prof.(m)
Prof.(m)
0
-40
-30
-20
-10
0
Dist. á costa (km)
Figura V-7. Secções perpendiculares á costa de COP (%), para o cruzeiro Omex ll/99 (Maio 99).
Pela observação da figura V-8 podemos na CNS, definir-se três grandes grupos de amostras
em relação ao seu conteúdo em carbono (%):
1º. inclui a maioria das amostras, com valores de concentração inferiores a 1 mg/l e
percentagens de COP superiores a 10%;
2º. inclui as amostras de Inverno, com maior influencia dos rios, verificando-se valores de
concentrações superiores a 1 mg/l e percentagens de COP inferiores a 10%;
3º. inclui as amostras de Verão e Primavera, com maior influência marinha, observam-se
concentrações superiores a 1,5 mg/l e percentagens de COP superiores a 20%.
Na CNF (fig. V-9), no Inverno, as amostras com valores de MST superiores a 1,5-2mg/l,
mostram valores de conteúdo de COP abaixo de 10%. Contrariamente, durante a Primavera,
ocorrem amostras com concentração superior a 2mg/l, com conteúdo de COP superior a 20%.
155
0
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
50
40
1
+ PLAMIBEL I (Setembro 90)
COP (%)
CORVET (Novembro 96)
CLIMA (Dezembro 97)
30
OM EX II (M ai o 99)
20
3
10
2
0
0
2
4
6
8
10
12
MST (mg/l)
Figura V-8. Variação do COP (%) versus matéria em suspensão total (mg/l), na CNS. A linha a tracejado
agrupa amostras onde a influência da produção oceânica é superior (1); a linha a cheio agrupa amostras
onde a influência dos rios é superior(2); amostras ricas em COP encontradas só no Verão e Primavera(3).
50
40
COP (%)
CORVET (Novembro 96)
30
CLIMA (Dezembro 97)
OMEX II (Maio 99)
20
10
0
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20
MST (mg/l)
Figura V-9. Variação do COP (%) versus matéria em suspensão total (mg/l) na CNF. A linha a cheio
delimita as amostras com baixos valores de COP, que provêm da resuspensão do sedimento de fundo e a
linha a tracejado as amostras mais ricas em COP onde a influência da produção oceânica é superior
(plataforma média a externa).
Nestes cruzeiros, as águas superficiais da plataforma a norte de Espinho nunca apresentaram
valores de concentração de MPS muito elevados. Contudo, notam-se diferenças entre a
situação de Verão e de Inverno. Quando o caudal é baixo e a produção marinha importante
(Setembro 90, Maio 99), as amostras apresentam valores de carbono elevados (Fig. V-8); pelo
contrário, quando o caudal é elevado, com forte acarreio terrígeno (CORVET 96 e CLIMA 97),
os valores de COP observados são influenciados pela proximidade dos rios e são geralmente
baixos.
156
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Nas águas da CNF, os valores de carbono são geralmente mais baixos que nas águas
superficiais. No s cruzeiros de Novembro de 96, Dezembro de 97 e Maio de 99 os valores de
turbidez foram muito variáveis o que está, provavelmente, relacionado com a resuspensão de
sedimentos e com a ocorrência de alguns períodos calmos em que a influência das águas
superficiais foi mais efectiva (cruzeiro de Maio de 99). Estes resultados sugerem que as
águas do fundo podem ser mais ou menos influenciadas pelas águas superficiais e pelos
sedimentos, dependendo da dinâmica que varia de cruzeiro para cruzeiro.
Nas massas de águas intermédias (cruzeiro de Maio de 99) os valores de concentração são
baixos (<1mg/l), com valores de conteúdo em carbono intermédios entre a superfície e o fundo.
1.4.Evolução sazonal da fracção orgânica particulada
Para se ter uma noção aproximada da evolução sazonal da componente orgânica das suspensões
presentes na plataforma continental NW portuguesa (prof.≈200m), utilizaram-se os valores
médios, encontrados à superfície (5m) e perto do fundo, nos 5 cruzeiros realizados (Tabela V1).
Tabela V-1. Importância da fracção orgânica nas suspensões, na plataforma continental NW Portuguesa
ao longo de 5 períodos diferentes. Em Nov. 96, separou-se os valores encontrados antes e depois do
temporal de 19 de Novembro.
Período
Set.90 (-5m)
Mar.91 (-5m)
Nov.96 (-5m)
(Fd)
Dez.97 (-5m)
(Fd)
Maio 99 (-5m)
(Fd)
a)
MES
(mg/l)
0,9
3,4
0,6/1,0
2,7/4,8
1,0
2,3
0,9
1,0
COP
µg/l
%
205
24,0
469
16,0
59/85
14,0/8,0
170/244
7,0/5,0
77
15,0
195
9,4
170
22,0
190
12,0
MOP%
(R=2,2)
52,8
35,2
30,8/17,6
15,4/11,0
33,0
21,0
48,4
26,4
Em Setembro e em Maio, as concentrações de COP são próximas de 200µg/l,
representando
uma
fracção
extremamente
importante
das
suspensões
(22-24%).
A
concentração média de partículas em suspensão (CPS) determinada por filtração foi cerca de
0.9 mg/l. Se nós assumirmos que a CPS contém cerca de 24% de COP ou seja 52,8% de
matéria orgânica partículada (MOP), então cerca de 47% ou 0.42mg/l de CPS é terrígeno ou
material litogénico.
b)
em Março, verificou-se um aumento significativo dos caudais dos rios da região (rio
Douro e Minho), devido à forte pluviosidade observada durante este período, com o
157
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
consequente aumento da carga sólida presente na plataforma . O valor médio de COP era de
500µg/l, representando ainda uma fracção importante das suspensões (16%).
c)
em Novembro e Dezembro, os débitos fluviais foram muito variáveis. À superfície, os
valores de COP foram baixos (<80µg/l), assim como a carga em suspensão total. Contudo, a
fracção orgânica das suspensões não ultrapassou o valor médio de 15%. Perto do fundo, a
carga em suspensão total é superior devido aos processos de remobilização do material do
fundo induzida pela ondulação forte,
aumentando assim a carga orgânica (>170µg/l). Pelo
contrário, o conteúdo em carbono diminui em relação à fracção mineral (<9%). Realizando os
mesmos cálculos anteriores e considerando uma concentração média de partículas em
suspensão de 2mg/l que contém cerca de 9 % de COP (cerca de 20% de MOP), então mais de
80% do material em suspensão tem origem terrígena (1.6mg/l).
1.5. Conclusões
A análise da distribuição do COP nas águas superficiais durante o Verão (Set.90) e Primavera
(Maio 99), mostrou a importância dos rios como contribuintes de nutrientes para a plataforma
continental, com destaque para os rios Douro e Lima.
Durante o Inverno, os valores encontrados para a carga orgânica são elevados mas com
conteúdos de COP (%) baixos, o que sugere que a MPS é formada maioritariamente por
partículas terrígenas, fornecidoas directamente pelos rios e pela ressuspensão do sedimento
de fundo.
Nas águas da CNF, os valores de carbono são geralmente mais baixos que nas águas
superficiais.
Os valores de COP elevados (>20%) encontrados na proximidade do canhão do Porto, a
profundidades superiores a 200-300m, o que sugere ser este um local preferencial para o
transporte rápido de matéria orgânica para a vertente continental.
Resumo:
No inverno, as percentagens inferiores de COP foram observados perto do fundo e na
vizinhança dos rios (locais onde a carga em suspensão aumenta), variando entre 3.4 e 8.9%.
Com o aumento da profundidade, a redução da resuspensão e o aumento da distância aos rios,
as percentagens de COP aumentam, com valores que variam de 4 a 32%, na secção do canhão
do Porto. Isto sugere uma suspensão rica em organismos planctónicos, com o decréscimo ou
mesmo ausência de elementos terrígenos. Na Primavera, os valores de POC aumentam
ligeiramente, com conteúdos médios de 22% na CNS e 12% na CNF.
158
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
2.Composição das suspensões
A composição da MPS reflecte a sua origem. As partículas minerais como o quartzo, o
feldspato e os minerais das argilas provêm da erosão continental, enquanto que os compostos
orgânicos, o carbonato de cálcio e a opala provêm da produção biológica.
O conhecimento da composição do material em suspensão é escasso e, geralmente, essa
informação provém da interpretação dos sedimentos de fundo. A composição dos depósitos
finos da plataforma continental pode ser tomado como um reflexo da composição do material
em suspensão na coluna de água, mas deve-se ter sempre em conta que, durante ou pouco
depois da deposição, parte do material pode ser removido por oxidação (matéria orgânica) ou
dissolução e as argilas podem sofrer alteração.
A composição da MPS foi determinada por observação directa, com lupa binocular, microscópio
petrográfico e microscópio electrónico de varrimento, do material biológico e detrítico
depositado sobre os filtros. A mineralogia da fracção terrígena foi determinada por DRX.
2.1.Componente biogénica
A componente biogénica do material particulado em suspensão compreende os organismos
pelágicos pertencentes ao plâncton. O plâncton é formado por animais e vegetais que não
possuem movimentos próprios suficientemente fortes para vencer as correntes que
porventura se façam sentir na massa de água onde vivem. Por oposição, temos os organismos
bentónicos, cuja vida se encontra directamente relacionada com o fundo, quer vivem fixos,
quer sejam livres, ocorrendo associados aos níveis nefelóides de fundo.
O plâncton pode ser classificado em função das suas dimensões. Embora seja uma
classificação artificial, esta é útil para sistematizar e separar as diversas categorias de
planctontes encontrados na MPS. Omori & Ikeda (1984) dividiram os planctontes em 7
categorias distintas.
Categoria
Ultrananoplâncto n≈ Picoplâncton
Nanoplâncton
Microplâncton
Dimensões
<2µm
2-20µm
20-200µm
Mesopâncton
Macroplâncton
Micronecton
Megaplâncton
200µm-2mm
2-20mm
20-200mm
>200mm
Principais organismos
Bactérias
Flagelados (cocolitóforos), pequenas Diatomáceas
Fitoplâncton
(Dinoflagelados,
Diatomáceas),
Foraminíferos, Ciliados, nauplii de Copépodes
Copépodes, Cladóceros
Pterópodes, Copépodes
Cefalópodes, Eufauseáceos
Cifozoários, Taliáceos
159
Capitulo V
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Das 7 categorias de planctontes acima referidas, apenas as 5 primeiras são distinguidas com
base em critérios dimensionais. As duas últimas são separadas tendo em consideração os
organismos planctónicos que as constituem.
Os planctontes capturados com garrafas de Niskin e posterior filtração têm geralmente
dimensões inferiores a 200µm. O plâncton com dimensões superiores é normalmente
amostrado com o auxílio de redes de plâncton.
Seguidamente faz-se uma breve descrição dos grupos mais comuns observados e identificados
neste estudo.
2.1.1. Zooplâncton
No seio do zooplâncton podem ser reconhecidos organismos pertencentes à grande maioria dos
Phyla dos reinos protista e animal, entre eles os foramíniferos, ostracodos, copépodes e
radiolários. De entre estes, os foramíniferos são os que apresentam maior importância a nível
biológico e geológico, devido a uma distribuição nos oceanos muito diversificada, tanto
geograficamente (horizontal) como em profundidade (vertical). Podem entrar na constituição
da
MPS, quer por viverem na coluna de água (foraminíferos planctónicos), como por
ressuspensão
do
sedimento
de
fundo
(foraminíferos
bentónicos).
Os
foraminíferos
planctónicos vivem em águas marinhas com salinidade normal, não ocorrendo em águas doces ou
hipersalinas. A sua carapaça composta por CaCO3 permite-lhe flutuar mediante determinadas
características como: câmaras esféricas e globosas, pouco calcificadas e com diferentes
espessuras dependendo da sua posição vertical na coluna de água; presença de espinhos e
poros (e.g., Globigerina bulloides, Globigerinoides ruber) .
Os foraminíferos bentónicos são mais diversificados taxonomicamente, vivendo em todas as
profundidades, acima ou na interface água-sedimento (podem penetrar no sedimento) e mesmo
na zona intertidal (sujeita a inundação e dessecação periódicas). Alguns géneros presentes nos
sedimentos da plataforma continental norte são os Textularia, Quinqueloculina, Spiroloculina,
Fissurina, etc.
Estes grupos de organismos tão diversificados foram identificados quanto ao género e a sua
abundância quantificada utilizando os métodos anunciados anteriormente.
160
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
2.1.2.Fitoplâncton
Em domínio marinho costeiro, o fitoplâncton, ou fracção vegetal do plâncton, é sobretudo
constituído por diatomáceas e dinoflagelados. Em domínio marinho oceânico é formado
principalmente por cocolitóforos.
2.1.2.1. Microplâncton
As diatomáceas (Bacillarophyceae) constituem as formas dominantes do fitoplâncton. A sua
principal característica é o seu esqueleto externo (frústula), constituído essencialmente por
silício e composto por duas valvas que se sobrepõem. As valvas consiste m numa placa achatada
e outra convexa, cuja forma é característica para cada espécie (circular, elíptica, triangular,
poligonal ou irregular). Estas valvas podem exibir ornamentação mais ou menos desenvolvida.
Alguns autores dividiram as diatomáceas em penadas e cêntricas. As diatomáceas penadas têm
células mais ou menos alongadas numa direcção, podendo apresentar simetria bilateral na
estrutura das valvas. Podem existir assimetrias secundárias por deformação. A maioria das
diatomáceas
penadas
são
formas
bentónicas,
havendo
algumas
formas
tipicamente
planctónicas (e.g., Asterionella, Nitzchia, etc.). Nas diatomáceas cêntricas, planctónicas, as
valvas possuem simetria radial, por vezes menos aparente (e.g., Coscinodiscus, Skeletonema,
etc.)
Os dinoflagelados (Dinophyceae) constituem também uma parte importante do fitoplâncton.
Possuem dois flagelos quase sempre com disposição ortogonal. Algumas espécies libertam
toxinas que podem ser prejudiciais e são responsáveis pelas marés vermelhas. Outro grupo de
algas flageladas, por vezes muito abundantes, são os Coccolithophyceae (nanoplâncton
calcário).
No
decorrer
deste
trabalho
mostraram-se
extremamente
úteis
para
o
reconhecimento de massas de água e dos processos oceanográficos, e por isso são descritos
pormenorizadamente .
2.1.2.2. Nanoplâncton calcário
No
nanoplâncton
calcário
incluem-se
os
grupos
actuais
de
organismos
eucariontes
fitoplanctónicos das ordens Prymnesiales FRITSCH (os cocolitóforos - conforme são mais
conhecidos,
Winter
Dinoflagelados
&
Siesser,
calcários,
Jordan
1994),
&
Thoracosphaerales
Kleijne,
Braarudosphaera; ceratólitos) .
161
1994)
e
TANGEN
ainda
(integrados
outros
grupos
nos
(e.g.
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
O nanoplâncton calcário é geralmente abordado numa de duas perspectivas possíveis:
1.
Biológica - estudo ecológico de cocosferas enquanto células que vivem no seio da massa de
água.
2. Paleontológica - estudo de cocólitos no sedimento enquanto indicadores (proxy) das
associações de cocolitóforos que se desenvolveram na coluna de água suprajacente, num
passado mais ou menos remoto, os quais podem comportar um sinal biostratigráfico e/ou
paleoceanográfico.
No presente trabalho constatou-se a presença frequente, na coluna de água, de cocosferas
(células vivas) e de cocólitos (seus testemunhos, mais ou menos recentes). Neste sentido, o
nanoplâncton calcário é abordado numa perspectiva mista (paleo)biológica já que, enquanto
partículas biogénicas, cocosferas e litos comportam significados distintos e complementares
(Cachão & Oliveira, 2000).
A. Cocolitóforos -Generalidades
Os cocolitóforos são algas calcárias unicelulares haptófitas,
pertencentes
à
classe
Prymenesiophyceae que segregam micro-placas (1-25 µm) calcíticas, os cocólitos. Na célula
viva, estas estruturas são extruidas para fora da membrana celular (heterococólitos) ou
formados extracelularmente (holococólitos), cobrindo-a total ou parcialmente, formando a
cocosfera. Uma cocosfera, com dimensões compreendidas entre 5-50µm, pode apresentar
entre 10 a 100 cocólitos.
Em vida, estes organismos fitoplanctónicos, tipicamente oceânicos, são mais abundantes em
mares temperados e tropicais. No entanto, algumas espécies estão especializadas para viver
tanto em águas subpolares como em águas salobras.
Povoam massas de água oligotróficas e ricas em oxigénio, sendo a sua faixa de representação
preferencial a zona fótica dos oceanos, apresentando concentrações mais elevadas nos
primeiros 50 metros da coluna de água (Baumann & Matthiessen, 1992). A sua distribuição
vertical parece ser condicionada pela estratificação da coluna de água. Na Tabela V-2 mostrase a distribuição vertical nos oceanos de algumas das espécies de cocolitóforos mais comuns.
A composição biogeográfica e ecológica da nanoflora calcária actual do Atlântico Norte foi
dividida em cinco associações distintas (McIntyre & Bé, 1967; Ruddiman & McIntyre, 1976;
Okada & McIntyre, 1977, 1979): tropical, subtropical, temperada, subárctica e subantá rtica
(fig.V-10). Estas associações caracterizam as diversas massas de água, sendo a temperatura o
factor de controlo dominante para a distribuição das espécies.
162
Capitulo V
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Tabela V-2. Zonação vertical dos cocolitóforos recentes, na zona fótica do oceano Atlântico (compilado
de Houghton, 1991).
Espécie
Emiliania huxleyi
Gephyrocapsa oceanica
Discophaera tubifera
Rhadosphaera clavigera
Umbellosphaera irregularis
Calcidiscus leptoporus
Umbilicosphaera sibogae
Umbellosphaera tenuis
Anthosphaera quadricornu
Florisphaera profunda
Distribuição vertical na zona fótica
0-200m
Zona fótica superior (0-50m)
Zona fótica intermédia (50-150m)
Zona fótica profunda (150-200m)
No geral, as associações de baixa latitude apresentam maior diversidade do que as de latitude
elevada, no entanto os géneros Emiliania e Gephyrocapsa são normalmente dominantes, com
excepção nas áreas tropicais, onde várias outras espécies atingem abundâncias mais elevadas.
Espécies
subpolar
temperada
subtrop.
tropical
Coccolithus pelagicus
Calcidiscus leptoporus
Emiliania huxleyi
Syracosphaera pulchara
Helicosphaera carteri
Rabdosphaera clavigera
Gephyrocapsa muellerae
Umbellosphaera tenuis
Florisphaera profunda
Discophaera tubifera
abundante
frequente
rara
muito rara
Figura V-10. Distribuição biogeográfica de algumas espécies actuais de nanoplâncton calcários (adaptado
de Abreu, 1996).
Os seus elementos esqueléticos isolados, fósseis, foram descritos primeiramente por
Ehrenberg (1836) com o nome de
morfólitos ou de cocólitos. O organismo completo, a
cocosfera, foi identificado por Huxley e Wallich (1860) nas vasas marinhas modernas. A
natureza vegetal destes flagelados calcários foi reconhecida por Weber-Basse (1900), mas foi
Lohmann (1902) o primeiro a fornecer descrições exactas de algumas espécies e a mostrar a
sua importância na população marinha (Winter & Siesser, 1994).
Os cocólitos compostos por cristais de calcite dispostos de forma preferencial dividem-se em
dois grupos quanto ao tipo e orientação das placas calcíticas: os heterococólitos e os
holococólitos. Nos heterococólitos, os elementos cristalinos apresentam tamanho e forma
163
Capitulo V
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diferentes e a orientação cristalina é alterada em função das necessidades do organismo, o
que lhes confere maior resistência à alteração físico-química. Pelo contrário, os holococólitos
são constituídos por cristais de calcite idênticos em forma e tamanho (<0.1µm) que são
adicionados
progressivamente
à
estrutura
(romboedros
ou
prismas
hexagonais)
extracelularmente, ao contrário dos heterococólitos. Neste sentido os holococólitos sofrem
uma destruição significativa ao longo da migração na coluna de água.
A função destes elementos carbonatados não é ainda completamente conhecida, mas pensa-se
que esta seja múltipla (Young, 1994): a) protecção celular contra predadores e agressões
ambientais; b) flutuabilidade c) regulação como filtro bioquímico de nutrientes e das condições
ambientais internas.
A sistemática dos cocolitóforos baseada na morfologia dos cocólitos é a seguinte (fig. V-11):
1. Discólitos - forma de disco arredondado ou elíptico, por vezes rendilhado ou com
ornamentação diversa; fundo arqueado e perfurado, voltado para dentro e a abertura
para o exterior.
2. Caliptrólitos - semelhantes aos anteriores, mas dispostos inversamente em relação à
superficie, com o fundo voltado para o exterior.
3. Lopadólitos - forma de barril, ex. Scyphosphaera
4. Placólitos - dois discos perfurados com centro e ligados por uma coluna central,
ex.Calcidiscus leptoporus
5. Rabdólitos - placa dominada perpendicularmente por um cilindro, ex. Rhabdosphaera
clavigera
6. Ceratólitos - forma de ferradura, ex. Ceratolitus cristatus
7. Escafólitos - placas losângicas, ex. Anoplosolenia brasiliensis
8. Pentalitos - placas pentagonais onde a superfície é dividida por fendas em 5 placas
quadrangulares, ex. Braadosphaera bigelowi.
9. Caneólitos - forma de disco ou tigela, área central preenchida laminarmente, ex
Syracosphaera pulchara
10. Helicólitos - forma espiral com um bordo marginal sobreposto, ex Helicosphaera
carteri
11. Cirtólitos - forma de disco, convexo para fora, com um processo de projecção
central, ex. Discophaera tubifera.
(Para sistemática dos cocolitóforos vide apêndice C).
As cocosferas podem ser constituídas só por um tipo de cocólitos ou apresentar dois ou mais
tipos
morfológicos,
em
simultâneo,
encaixados
entre
si
ou
mesmo
parcialmente
interpenetrados. As cocosferas que correspondem a formas flageladas (fase do ciclo de vida),
apresentam um polo anterior por onde saem os flagelos (boca), circunscrito por um anel hialino
cercado por cocólitos munidos de ornamentação diversa (por ex., espículas, bastonetes,
expansões foliásseis) e diferentes dos restantes, interpretadas como destinadas a facilitar a
flutuação.
164
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Figura V-11. Morfologia dos cocólitos e cocosferas.
Em diferentes estádios de desenvolvimento podem também apresentar cocólitos distintos. Um
exemplo é o Coccolithus pelagicus, com cocólitos do tipo placólito (dimensão entre 4,5 a 13µm)
e que, numa fase do ciclo de vida apresenta holococólitos, correspondendo à morfospécie
Crystallithus hyalinus, com dimensão celular da ordem dos 1,5µm.
O ciclo reprodutivo dos cocolitóforos não está ainda completamente esclarecido, podendo
apresentar vários ciclos de vida diferentes. Sabe-se, porém, que existe reprodução sexuada,
sendo o principal modo de reprodução a divisão binária assexuada. Por mitose, cada célula filha
fica com metade dos cocólitos (Emiliania huxleyi pode-se dividir 2.5x por dia; Gephyrocapsa
oceanica 2x por dia e Calcidiscus leptoporus 1x dia).
O estudo de culturas da espécie Emiliania huxleyi em fase de crescimento permitiu constatar
que a produção de cocólitos é um processo dependente da luz e que há produção de um cocólito
de 2 em 2 horas (Westbroek et al., 1989).
Devido à sua extrema abundância, constituem um recurso alimentar para diversos planctontes
heterotróficos como tintinídeos (utilizam-nos também para formar e consolidar a sua concha),
diatomáceas, copépodes, tunicados e apendiculados.
A.1.Interesse e originalidade dos cocolitóforos
Os cocolitóforos, em conjunto com os dinoflagelados, predominam nas comunidades
planctónicas tropicais, ocorrendo em menor número em águas oceânicas mais frias (subpolares,
165
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
ou zonas de upwelling), onde as diatomáceas são mais abundantes. São particularmente
abundantes em águas com baixo conteúdo em nutrientes, incluindo regiões de "convergência
oceânica", e em mares marginais com circulação anti-estuarina como a Mar Mediterrâneo
(Berger, 1976). Foram descritas mais de 300 espécies de cocolitóforos vivos, encontrando-se
no oceano Atlântico a flora mais diversificada. Actualmente, a espécie de cocolitóforos mais
abundante é a Emiliania huxleyi, que é, provavelmente o organismo mais produtivo em termos
de calcário-segregado (Westbroek et al., 1986). Esta espécie cosmopolita foi referenciada
desde águas tropicais a subarticas.
Embora tipicamente oceânicos, os cocolitóforos apresentam "blooms" sazonais em águas
costeiras. Estudos feitos no fitoplâncton do NW da Europa mostram que os "blooms" só
ocorrem no período Primavera/Verão, quando a coluna de água se apresenta estratificada, com
uma termoclina bem desenvolvida (Holligan et al., 1983). Recentemente, o desenvolvimento das
imagens de satélite permitiu o mapeamento com precisão da extensão e significado
quantitativo dos "blooms" de cocolitóforos, geralmente E. huxleyi, dificilmente realizável com
métodos tradicionais. Nas imagens de satélite, as áreas com maior densidade de cocolitóforos
são facilmente reconhecidas na banda do visível pela sua alta reflectância.
Os cocolitóforos têm um papel importante no ciclo biogeoquímico marinho e contribuem
decisivamente para o papel desempenhado pelos oceanos no clima global. A segregação das
placas calcíticas remove o CO2 (dissolvido no oceano como bicarbonato) das águas superficiais
e transfere-o para os sedimentos de fundo através da deposição dos cocólitos. Além disso, a
ocorrência de extensos "blooms" ajuda a incrementar o albedo (reduzir o calor), ao reflectir
mais de 30% da luz solar incidente.
Os cocolitóforos têm um papel único na sedimentação dos mares actuais. Dentro dos grupos
biogénicos carbonatados com importância estratigráfica (foraminíferos e pterópodes),
verificou-se que os cocolitóforos apresentam uma resistência superior à dissolução (Cachão,
1989; Winter et al., 1994), tanto na coluna de água como no sedimento. As razões apontadas
para esta situação, são o reduzido teor em Mg dos restos carbonatados (Bukry, 1973) e a
preservação destas estruturas na forma de macro-agregados de partículas (marine-snow), que
podem conter mais de 2 000 cocólitos e/ou em pelóides fecais produzidas pelo zooplâncton.
Os pelóides fecais predominantes nas águas costeiras formam 60-90% do material das
armadilhas de sedimentos (Dunbar & Berger, 1981). Estas partículas, tal como os macroagregados, permitem um transporte vertical rápido até ao fundo, uma vez que um único peleto
pode conter 100 000 cocólitos (Honjo, 1977). Além disso, a membrana orgânica que protege o
166
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
peleto permite a preservação dos cocólitos na sua descida por águas subsaturadas. A
velocidade de descida média dos pelóides fecais é cerca de 200m/dia, o dobro da relativa aos
macro-agregados. Assim, um grande número de cocólitos conseguem chegar ao fundo. Devido
a este facto, a partir dos 50m de profundidade estima-se que no Mediterrâneo 90% das vasas
são constituídas por cocolitóforos mais ou menos decompostos (Knappertsbusch, 1993). Na
plataforma portuguesa, estas partículas são igualmente abundantes (Cachão, 1989).
Os dados obtidos no âmbito do presente trabalho revelaram que estas partículas constituem,
por vezes, a maioria do material em suspensão nas águas da plataforma continental portuguesa
(profundidades inferiores a 80m). Estão sempre presentes no material filtrado, mesmo nas
águas costeiras carregadas de partículas terrígenas e ricas em nutrientes, permitindo
distinguir associações e abundâncias distintas entre o domínio costeiro e o domínio oceânico
profundo.
Nas colheitas realizadas perto do fundo as partículas terrígenas são maioritárias, constituindo
mais de 95% do total da amostra. Embora os cocolitóforos estejam presentes em
percentagem reduzida, são as partículas biogénicas mais abundantes. Por vezes, a presença de
espécies fósseis e de espécies diferentes das que se encontram na coluna de água
sobrejacente (representando a associação de formas presentes no sedimento que resistiram
ao processo natural de dissolução e destruição na coluna de água) pode comprovar processos
de ressuspensão das partículas finas do fundo oceânico ou de transporte lateral.
Nas águas superficiais, podem ser usados para descrever condições oceanográficas
específicas, relacionando a ocorrência de certas espécies de cocolitóforos com massas de
água particulares e processos oceanográficos (Cachão et al., 1997, 2000).
A deposição de material biogénico no fundo oceânico está directamente relacionado com a
produção de superfície (Roche et al., 1975; Geitznauer et al., 1976). Nestas circunstâncias, a
compreensão
dos
processos
actuais
é
essencial
para
estudos
de
paleoecologia
(paleoclimatologia e paleoceanografia).
B. Thoracosphaerales
O outro grupo pertencente ao nanoplâncton calcário compreende os dinoflagelados calcários
do género Thoracosphaera, com concha esférica. Esta concha é composta por um mosaico de
cristais unitários interligados, sólidos ou perfurados axialmente. Cada cristal é formado por
prismas poligonais.
167
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Em geral, o ciclo de vida dos dinoflagelados consiste num estádio vegetativo seguido por
enquistamento (quisto). Normalmente, durante o estádio vegetativo as células móveis estão
cobertas por uma teca celulósica, não fossilizável. São os quistos, com paredes formadas por
material orgânico resistente aos ácidos ou mais raramente calcítica que ocorrem no registo
fóssil (calcisferas). No entanto, actualmente, o género Thoracosphaera compreende uma única
espécie de dinoflagelado, fora do comum, a Thoracosphaera heimii (LOHMANN) KAMPTNER,
que apresenta concha calcária durante o estádio vegetativo (Tangen et al., 1982).
A T. heimii é uma espécie mais ou menos cosmopolita que se encontra frequentemente no
plâncton em oceano aberto, em condições ambientais normais. Nas águas em redor das Ilhas
Canárias, a quantidade relativa de conchas de T. heimii atinge o máximo de 12% do
fitoplâncton (Kerntopf, B., 1995). Estas conchas são facilmente preservadas no sedimento e
fornecem preciosas indicações sobre a paleoprodutividade dos dinoflagelados.
2.2.Componente terrígena
A carga inorgânica da MPS compreende essencialmente
partículas provenientes da erosão de arribas,
minerais transportados pelos rios,
e material oriundo da ressuspensão da
cobertura sedimentar.
As partículas transportadas pelos rios minhotos derivam da mistura de materiais provenientes
de solos e perfis de alteração com origem na erosão de rochas graníticas e xisto-grauváquicas.
No continente emerso são frequentes os depósitos de caulinos, em zonas de alteração de
rochas graníticas (fig.V-12) e normalmente associados com depósitos Plio-Plistocénicos. São
uma importante fonte de quartzo, ilite, gibsite e esmectite (Lapa, 1969). Ocorrem também
alguns centros de exploração de barros vermelhos (fig.V-12), que apresentam mineralogia
variada e complexa (caulinite, ilite, esmectite, interstratificados de ilite- esmectite, cloriteesmectite, podendo incluir ainda hematite, goethite e lepidocrosite), que se desenvolvem
sobre o soco antepaleozóico, preenchendo depressões tectónicas ou integrando terraços
fluviais (Gomes, 1988).
A esmectite ocorre associada, em zonas de falha, a veios pegmatiticos em resultado da
alteração do feldspato potássico, ortoclase e microclina. No rio Lima, os minerais das argilas
predominantes são a ilite, interestratificados de ilite-vermiculite, gibsite e caulinite (Alves &
Alves, 1990).
168
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Figura V-12. Centros produtores de argilas na região NW portuguesa (adaptado de Gomes, 1988).
Os primeiros estudos que incidiram especificamente na mineralogia das argilas dos sedimentos
de fundo da plataforma continental fora m efectuados por Dias (1987) e Coimbra & Matos
(1989). Mais recentemente e no âmbito do estudo do depósito silto-argiloso do Douro, Drago
(1995) concluiu que o mineral predominante é a ilite (36-62%), seguido da caulinite (12-22%) e
finalmente esmectite (6-24%). Em relação ao material em suspensão foram feitas algumas
determinações por Oliveira (1994).
Para o presente estudo, utilizou-se a difractometria de raios X (DRX) como método
preferencial de análise para identificar a composição da fracção fina (< 63µm) e a mineralogia
das argilas (fracção < 2µm) em amostras de sedimentos de fundo e em suspensão, recolhidas
tanto nos rios como na plataforma continental.
A composição da fracção fina e os minerais das argilas, os quais, devido ao seu pequeno
tamanho, são facilmente transportados em suspensão dos estuários para a plataforma, foram
usados como traçadores de modo a evidenciar as principais linhas de transporte na plataforma
e a sua origem no continente.
2.3.Composição da MPS obtida por observação à lupa
Os resultados desta análise realizada para os cruzeiros CORVET96 e CLIMA 97 encontra m-se
no quadro resumo do Apêndice B. Neste quadro são apresentados uma lista de organismos fito
e zooplanctónicos, assim como uma lista dos elementos minerais identificados, estabelecendose a abundância relativa de cada constituinte. Foi usada a simbologia seguinte:
169
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
_
1
x
a
A
AA
- ausente
- um só exemplar observado
- presente
- pouco abundante
- abundante
- extremamente abundante
Apresenta-se também uma razão qualitativa entre matéria orgânica e inorgânica, feita por
observação visual do filtro.
Os principais constituintes orgânicos e minerais recolhidos nos filtros foram descritas por
Oliveira (1994). Os organismos planctónicos, restos biogénicos e terrígenos, reconhecíveis com
a ampliação de 100x, foram certamente muito limitados. Contudo, verificou-se que no Verão
(Setembro 1991) os organismos planctónicos eram mais abundantes, com uma associação mais
rica e diversificada que no Inverno.
Nos cruzeiros PLAMIBEL os elementos minerais identificados foram: grãos de quartzo,
palhetas de mica, minerais opacos, feldspatos, litoclastos e glauconite (moldes de
foraminíferos).
2.3.2. Cruzeiro CORVET 96 (2º parte)
Neste cruzeiro, as amostras recolhidas a -5m apresentaram-se ricas em fitoplâncton,
dominando as diatomáceas cêntricas e algumas espécies de dinoflagelados (Peridinium sp e
Ceratium sp.). Ocorrem alguns foraminíferos planctónicos Globigerinoides (Globigerina
bulloides d'Orbigny) característicos de águas marinhas com salinidade normal e normalmente
abundantes em águas costeiras (salinidade: 34-35.7; temperatura: 9-24ºC).
2.3.4. Cruzeiro CLIMA 97
Realizou-se o mesmo tipo de análise (Apêndice B), com observação à lupa de amostras de
superfície (-5m), de fundo e de alguns níveis intermédios (30, 80m).
À superfície (-5m), as diatomáceas continuam a ser o grupo de organismos dominantes do
fitoplâncton. Contudo, tanto este grupo como os dinoflagelados são menos abundantes, do que
no cruzeiro CORVET96, realizado no final da estação de upwelling (Novembro 1996). A G.
bulloides é mais importante a níveis intermédios (30 e 80m) do que à superfície.
170
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Nas amostras de fundo ocorrem
também as
Diatomáceas Penadas, Texturalídeos e
Quinqueloculinas, assim como espículas de Acantharios e Radiolários e formas larvares de
gastrópodes e lamelibrânquios. Estes organismos bentónicos surgem no seio da MPS sobretudo
devido aos movimentos de turbulência induzidos pelas correntes e ondulação.
Nos cruzeiros CORVET e CLIMA o quartzo hialino é o mineral mais comum, ocorrendo na
forma de grãos rolados (arredondados) a subrolados. Foram identificados também alguns
minerais pesados (normalmente de cor preta) e micas (minerais planares). Pequenas partículas
de carvão (negras e que se partem facilmente) são normalmente abundantes nos filtros,
ocorrendo por vezes pequenas partículas de plástico (verdes, azuis), fragmentos esponjosos
de cor branca (pasta de papel) e pêlos (identificados como outros no Apêndice B).
Devido às suas diminutas dimensões, os minerais clásticos presentes nos filtros foram
seguidamente analisados por DRX.
Das 29 amostras analisadas no cruzeiro CORVET 96, 18 são maioritariamente constituídas por
restos de organismos planctónicos, sendo os restantes filtros ricos em partículas finas
terrígenas (os filtros colhidos perto da costa). O mapa de distribuição da razão matéria
orgânica/matéria detritica (fig.V-13) é compatível com as massas de água presentes (ver carta
de temperatura superficial), comprovando mais uma vez que as águas oceânicas mais ricas em
componente orgânica foram empurradas para perto da costa, depois do temporal de 19 de
Novembro.
MO/MI a 5m do fundo
MO/MI a -5m
MO/MI (-5 m)
Lima
Temporal
P4
P5
41º 30' N
0
41º30'N
41º30'N
10 km
0
10km
0
20 0m
Predominio de part. detriticas
Predominio de org. planctónicos
9º 00' W
Douro
Douro
9º00' W
10km
Douro
9º00' W
Figura V-13. Mapas da distribuição relativa da componente orgânica em relação à detritica, determinada
por observação visual à lupa (amp.250x), para os cruzeiros CORVET96 e CLIMA97.
171
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
No cruzeiro CLIMA 97 (Dezembro de 1997) foram vistos à lupa 115 filtros, sendo 45 de
superfície (-5m), 48 de fundo e os restantes de níveis intermédios (30 e 80m). O mapa de
distribuição da razão matéria orgânica/matéria detritica (fig. V-13), mostra que à superfície
a carga em suspensão formada maioritariamente por partículas minerais se encontra numa
faixa restrita à plataforma interna, sendo a restante MPS maioritariamente biogénica. Pelo
contrário, perto do fundo quase toda a carga em suspensão é formada por partículas
terrígenas resultantes da ressuspensão e/ou não deposição das partículas finas, durante esta
época muito energética.
172
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
2.4.Composição da MPS obtida ao microscópio petrográfico e MEV
Esta análise permitiu essencialmente o estudo do nanoplâncton calcário. Contudo, observou-se
ainda a composição geral das partículas e a forma como se distribuem na CNS e CNF.
As partículas nos filtros compreendem tanto grãos simples como compostos, formados por
componentes orgânicos e minerais. Grãos de silte e argila podem incluir cocólitos isolados,
espículas e fragmentos de valvas de diatomáceas, radiolários, silicoflagelados, tintinideos,
thoracosphaeras, assim como minerais clásticos (foram identificados por DRX).
Nas partículas compostas, Syvitski & Murray (1981) fazem distinção entre agregados,
aglomerados e flóculos baseados na composição (os aglomerados contêm componentes
orgânicos) e modo de "junção" das partículas a qual é fraca nos aglomerados e forte nos
outros. Contudo flóculos e agregados sobrepõem-se na definição destes autores (McCave,
1985). Assim, McCave (1985) propõe a distinção entre diferentes tipos de agregados (senso
lato qualquer agregação de partículas), baseado na composição e na estrutura: aberta, fechada
ou apertada (esta última, característica das pelóides fecais, inteiras ou fragmentadas),
notando que estes normalmente se encontram envolvidos ou contêm uma substância mucosa
(muco).
O muco observa-se ao microscópio electrónico de duas formas: mancha s
transparentes e escuras, através do qual se vêm os poros do filtro, e massa s espessas, que
mostra m sinais de secura e escamas incipiente .
Nos filtros observados do cruzeiro CLIMA 97, é comum a ocorrência de uma massa espessa e
amorfa (2º tipo) à
superfície (5m), que cobre a totalidade do filtro (fig.V-14) e onde se
individualizam partículas isoladas de cocólitos, diatomáceas e minerais clásticos.
Figura V-14. Exemplo dos filtros de superfície, onde um mucos seco cobre a totalidade do filtro (est.
80), assinalado com uma seta branca.
173
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
A níveis intermédios (30,80m), as partículas encontram-se mais dispersas, com áreas onde
ocorrem películas finas de muco (fig. V-15 A e B), por vezes associadas com cocólitos e
minerais planares (micas).
A - muco escuro disperso (est.104/80m)
B - muco associado a cocolitóforos (est104/80m)
c
c
c
d
t
a
C - agregado apertado, com cocólitos (c) e argilas (a)
(est.104/30m)
D - agregado apertado, com cocólitos (c), tintínideo
(t), diatomáceas (d) e argilas (est.74/80m)
m
F - partículas dispersas, cocólitos, micas, argilas. (est.
104/428m)
E - agregados abertos, com micas (m) e argilas
(est.122/917m)
Figura V-15. Exemplos de filtros com muco (A e B); agregados apertados (C e D), abertos (E) e partículas
dispersas (F).
174
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Foram também observados agregados com estrutura apertada (fig. V-15 C e D) e aberta (fig.
V-15E e F).
Constatou-se que os agregados abertos são mais comuns a profundidades
superiores a 200m.
As amostras colhidas perto do fundo, e principalmente na plataforma continental, encontram-se carregadas de minerais clásticos, diminuindo os agregados e a componente orgânica.
Alguns exemplos de grãos observados (quartzo, micas e feldspatos) estão representados na
fig. V-16. Constatou-se que os minerais de formas planares predominam, em especial na CNS.
Figura V-16. A)D) grãos de quartzo arredondados; B)E) mineral arredondado (feldspato?); C)F) minerais
planares com clivagem (micas).
No apêndice D apresentam-se algumas fotografias tiradas ao MEV, onde se observa exemplos
representativos da s partículas dominantes na CNS e CNF associadas com as massa s de água
costeira e oceânica.
Síntese:
A inspecção visual de amostras seleccionadas da CNS e CNF através do MEV revelou que o
material pode ocorrer como agregados que usualmente incluem cocólitos. Em Outono 1996 e no
Inverno de 1997, observou-se uma contribuição importante de organismos na MPS como os
cocolitóforos, menos abundantes foram as diatomáceas, dinoflagelados e silicoflagelados. Os
foraminíferos eram raros ou mesmo ausentes. A componente mineral aumenta geralmente na
CNF, sendo as partículas da CNS maioritariamente orgânicas. No geral, observa-se um
aumento das dimensões das partículas isoladas na CNF.
175
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
2.4.1.Nanoplâncton calcário
O estudo deste grupo de organismos, e em especial os cocolitóforos actuais, tem recebido
especial atenção, sobretudo através do projecto MAST "E. huxleyi" e, mais recentemente,
através dos trabalhos realizados no âmbito de uma rede TMR1 europeia - CODENET 2 . Contudo,
o conhecimento da composição das associações e a distribuição temporal e espacial destes
organismos na margem continental portuguesa é
ainda
escasso
e
pouco
detalhado.
Efectivamente tem-se dado maior relevância ao estudo de outros grupos, nomeadamente
dinoflagelados e diatomáceas, por razões estratégicas de amostragem ou de interesse
económico.
O objectivo inicial do presente trabalho contemplava a descrição qualitativa e quantitativa do
conteúdo em nanoplâncton calcário presente nos filtros das amostras colhidas. Contudo, dada
a importância dos resultados entretanto obtidos, este objectivo rapidamente evoluiu no
sentido
de
relacionar
as
frequências
de
certas
espécies
de
cocolitóforos
com
o
comportamento de certas massas de água, bem como de analisar processos de ressuspensão e
resedimentação marinha.
2.4.1.1.Campanhas de amostragem
As campanhas de colheita de material para estudo dos cocolitóforos foram realizadas nos
cruzeiros CORVET/96 e CLIMA/97 (Tabela V-3). No cruzeiro CORVET, as amostras
estudadas foram colhidas na 1º fase do cruzeiro (2 a 5 de Novembro) tendo-se amostrado 3
secções que permitiram cobrir a plataforma e vertente continental oeste Portuguesa (fig. IV9).
No cruzeiro CLIMA as amostras foram colhidas a Norte do paralelo 41ºN. Esta
amostragem, numa área mais restrita, permitiu uma melhor caracterização das associações de
cocolitóforos ao longo da coluna de água.
Tabela V-3.Informação geral sobre os cruzeiros onde houve colheita de amostra para o estudo do
nanoplâncton calcário.
1
2
Campanha
CORVET/96
Período
2-5 Novembro
CLIMA/97
4-16 Dezembro
Coordenadas dos perfis
12ºW (norte-sul)
36ºN (este-oeste
41º30'N (este-oeste)
3 perfis a norte de 41ºN
Níveis (m)
5
intermédio
fundo
5
30
80
Training and Mobility of Researchers Activity of the European Commission
Coccolithophorid Evolutionary Biodiversity and Ecology Network
176
nº de amostras
18
02
18
09
16
11
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
O método usado para identificação e contagem das espécies de cocolitóforos foi diferente
para cada campanha, mas em ambos os métodos as cocosferas e os cocólitos presentes em
cada amostra foram contados em separado (ver capítulo sobre métodos). A listagem com a
sistemática das 49 espécies identificadas pode ser consultado no Apêndice C.
2.4.1.2.Análise dos resultados das campanhas oceanográficas
A.CORVET (Outono de 1996)
A amostragem foi feita no Outono, no final do decorrer da estação de afloramento (upwelling),
havendo ainda vestígios oceanográficos dessas condições.
No nível superior (5m), a abundância absoluta média de cocólitoforos era de 18X103 cel/l
(Tabela V-4), variando de 84x103 cel/l (est.1) a 0.3x103 cel/l
(est. 43). A abundância de
cocosferas e cocólitos não varia significativamente nas estações a sul e a norte. No entanto, a
diversidade de espécies é superior nas estações mais a sul e tende a diminuir para norte. Se
observarmos os perfis perpendiculares à costa, observa-se que a estação mais próximo de
terra apresenta, como seria de esperar, valores de abundância superiores e menor diversidade
que as estações efectuadas mais ao largo.
Foi reconhecida nas amostras a espécie global e oportunistica Emiliania huxleyi (Lohmann; Hay
& Mohler, 1967) com valores que variam de 0.09x103 a 8.1x103 cel/l. Na grande maioria das
amostras estão também presentes as espécies Gephyrocapsa ericsonii e Gephyrocapsa
muellerae com abundâncias superiores nas estações perto da costa (31x103 cel/l). A espécie
Helicosphaera carteri, que é comum a várias zonas biogeográficas, apresenta abundância
baixa,podendo mesmo ser considerada rara, com valores inferiores a 0.5x103 cel/l. No
entanto, espécies relacionadas com massas de água quentes (subtropical e tropical) foram
encontradas com abundâncias significativas, como Gephyrocapsa oceanica (32x103 - 0.1x103 ),
Rhabdosphaera clavigera var. clavigera (10.8x103 -0.2x103 ), Umbellosphaera tenuis (9.6x103 0.7x103 ),
Calcidiscus
leptoporus
(2.3x103 -0.1x103 ),
Discophaera
tubifera
(<1.1x103 )
e
Umbilicosphaera sibogae (<0.1x103 ).
Secção 1 (Perfil sul)
Esta secção, na extremidade sul de Portugal, estende-se do Cabo de S. Vicente ao Banco de
Gorringe. É de salientar a ocorrência do fenómeno de upwelling, que afecta sobretudo a
estação 1, com aumento de importância das espécies oportunistas como G. ericsonii, G.
muellerae e G. oceanica (fig.V-17C).
177
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
A presença do Banco de Gorringe, uma montanha submarina com profundidade mínima de cerca
de 40-50m, tem também influência na distribuição das espécies, porque as condições alteramse e assemelham-se novamente a uma zona costeira, embora estejamos em pleno oceano.
Observações feitas neste banco mostrara m uma elevada produção de biomassa (grande
diversidade de algas castanha, vermelhas e verdes), alimentada possivelmente por correntes
ascendente s que transportam águas de grandes profundidades, ricas em nutrientes, para a
superfície. As simulações matemáticas da circulação oceânica local apresentam com
consistência correntes circulares à volta dos picos do Gorringe, vortex ciclónicos, de que
resultam correntes ascendentes do fundo para a superfície (Santos, 2000). Assim, as espécies
oceânicas e de águas mais quentes diminuem novamente de abundância (U. tenuis,
Syracosphaera spp., R. clavigera C. pelagicus), aumentando a espécie cosmopolita E. huxleyi.
A distribuição das espécies de águas quentes parece estar relacionada com a temperatura .
Contudo, o valor mais elevado de abundância de U. tenuis não corresponde à estação que
apresenta temperatura mais elevada (est.8), mas sim às adjacentes (est.6 e 14).
Tabela V-4. Abundâncias absolutas de cocosferas versus cocólitos, em amostras da superfície (5m) do
perfil sul (x103 células/l).
Estação
Latitude
Longitude
Prof. (m)
Temperatura(ºC)
Salinidade
Abund. absoluta
(x103cel. l-1)
Espécies
B. bigelowi
C.leptoporus
D.tubifera
G.ericsonii
G.muellerae
G.oceanica
E.huxleyi
H.carteri
R.clavigera
S.spp
U. sibogae
U.tenuis
Indeterminados
1
37º01'.3N
9º03'.2W
96
4
36º57'.1N
9º21'.6W
1530
6
35º53'.2N
9º42'.2W
2050
8
36º48'.2N
10º06'.0W
2720
14
36º33'.8N
11º19'.2W
1327
16
36º30'.9N
11º33'.8W
55
17.28
36.05
19.63
36.38
19.72
36.44
20.87
36.59
20.16
36.46
20.04
36.42
84
esf.
30.8
30.8
7.4
8.1
0.7
1.8
0.7
2.8
9
litos
esf
litos
1.8
0.8
3.2
34.5
269.2
147.8
377.0
1.4
1.0
19.3
0.2
0.8
1.0
0.4
12.2
16.8
1.2
70.3
0.2
5.8
5.6
4.6
2.4
1.4
55.9
0.2
1.6
18
litos
0.1
0.6
7.2
litos
0.1
7.3
esf
10
litos
esf.
litos
2.3
15.4
1.1
8.0
64.4
30.7
17.3
53.6
0.2
0.1
7.4
esf.
0.2
0.4
1.1
0.3
0.4
1.2
0.7
1.3
0.6
0.2
0.07
0.7
0.8
13.1
0.3
3.2
11.1
43.5
1.4
2.1
4.8
0.1
1.8
1.0
0.07
0.07
17.0
1.3
9.2
0.3
0.5
54.8
0.1
3.1
0.5
40.1
0.8
4.5
0.7
77.6
1.1
3.4
6.3
esf
7.0
0.2
0.1
1.4
0.9
0.1
4.3
3.7
8
8
Secção 2 (perfil sul-norte)
Nesta secção, paralela à costa, as espécies G. muellerae e R. clavigera aumentam a sua
importância para norte, ao contrário das espécies U. tenuis e e C. leptoporus (fig.V-17B). A
est. 25 apresenta comportamento diferenciado em relação à distribuição das espécies devido
à intrusão de águas menos salinas e mais frias de origem subpolar no seio de águas de origem
178
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
A
35000
Perfil Norte
U. tenuis
30000
G. muellerae
G. oceanica
G. ericsonii
20000
R. clavigera
C. leptoporus
15000
Syracosphaera sp.
H. carteri
Cocosferas (cel./ l)
25000
E. huxleyi
10000
5000
0
200
150
B
100
Distancia á costa (km)
50
0
12000
Perfil Sul-Norte
8000
6000
4000
Coccosphere (cells / l)
10000
2000
0
40.0
39.0
38.0
37.0
40000
Latitude (Sul-Norte)
C
Perfil Sul
20000
Cocosferas (cel. / l)
30000
10000
0
250
200
150
100
Distancia á costa (km)
50
0
Figura V-17. Abundância das diferentes espécies dos cocolitóforos (-5m), nas 3 secções realizadas no
cruzeiro Corvet 96:A) perfil norte (Póvoa do Varzim); B) perfil sul-norte e C) perfil sul (Cabo S. Vicente).
179
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
subtropical (mais quentes e salinas). Na Tabela V-5 são apresentadas as abundâncias absolutas
de cocosferas e cocólitos identificados.
Tabela V-5. Tabela de abundâncias absolutas de cocosferas versus cocólitos, em amostras da superfície
(5m) do perfil sul -norte (x103 células/l).
Estação
21
23
25
28
38º24'.4N
39º24'.5N
Latitude
37º04'.7N
37º45'.0N
11º59'.4W
12º00'.0W
Longitude
12º00'.5W
12º00'.0W
5070
5075
4850
4066
Prof.(m)
Temperatura(ºC)
19.70
19.45
18.60
19.10
Salinidade
36.29
36.20
35.98
36.08
Abund.absoluta
8
18
6
19
(x103cel. l-1)
Espécies
esferas
litos
esferas
litos
esferas
litos
esferas
litos
0.1
0.1
0.1
B. bigelowi
2.7
15.5
1.3
9.4
0.1
0.7
0.6
5.0
C.leptoporus
0.5
0.05
D.tubifera
0.09
13.2
0.4
6.9
0.2
1.8
0.7
12.2
G.ericsonii
0.09
5.4
0.4
16.9
1.6
7.5
1.9
57.8
G.muellerae
0
1.5
0.1
2.8
0.1
0.2
G.oceanica
0.09
12.0
0.6
22.8
0.4
2.9
0.4
5.4
E.huxleyi
0.4
0.1
0.6
0.5
0.8
0.3
2.8
H.carteri
3.3
8.8
0.2
0.2
10.8
71.5
R.clavigera
1.9
2.4
13.4
0.3
0.2
1.4
9.8
S. spp
3.8
69.4
7.6
94.7
0.9
8.2
2.2
58.8
U.tenuis
0.3
1
0.8
0.5
0.6
Indeterminados
Secção 3 (perfil norte)
Localizada na plataforma e vertente continentais minhota, estende-se desde a costa, perto
da Póvoa do Varzim, até à montanha submarina de Vigo.
Esta secção compreende dois
sectores bem distintos e separados por uma área em que os cocolitóforos estão ausentes
(Tabela V-6). No sector perto da costa predominam as espécies G. oceanica, G. muellerae e G.
ercsonii , enquanto que no sector mais externo da plataforma, fora da influência da água
menos salina da plataforma, predominam as espécies
de águas quentes como U. tenuis, C.
leptoporus, mas também a espécie G. muellerae, típica de águas temperadas (fig.V-17A).
O
primeiro sector caracteriza-se pela influência de águas menos salinas provenientes da
descarga dos rios da região, enquanto que no segundo sector coexistem espécies subtropicais
e temperadas, o que poderá indicar uma mistura de massa s de água com origens distintas
(subpolar e subtropical).
A
observação
dos
filtros
ao
microscópio
electrónico
de
varrimento
possibilitou
o
reconhecimento de outras espécies menos abundantes o u mais diminutas, como Alisphaera
spatula, Coronosphaera mediterranea, Polycrater galapagensis, S. molischii e S. pulchara. As
amostras colhidas às profundidades de 75 m (Est. 4) e 86m (Est. 41) mostraram a presença de
espécies da zona fótica intermédia
(Michaelsarsia elegans) e profunda (Algirosphaera
180
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
quadricornu, Alveosphaera bimurata, Cyclolithus anulus, Florisphaera profunda, Syracosphaera
lamina e Turrilithus latericioides).
A presença de uma comunidade subtropical tão perto da plataforma e a latitudes superiores a
41ºN parece evidenciar que, durante o Inverno, águas provenientes da Frente dos Açores são
introduzidas na Contra Corrente de Portugal
(corrente para norte que se estabelece na
vertente continental). Ao ocorrer por volta dos 75-80m, ao nível da latitude de Portugal, esta
comunidade subtropical da zona fótica intermédia e profunda, mostra que os 120-220m
superiores, desta massa de água subtropical são introduzidos na Contra Corrente de Portugal
(Cachão et al., 2000).
Tabela V-6. Tabela de abundâncias absolutas de cocosferas (x103 células l-1 ) e de cocólitos (x103 litos l-1 ),
em amostras da superfície (5m) do perfil norte.
Estação
Latitude
Longitude
Prof. (m)
Temperatura
Salinidade
Abund.absoluta
(x103cel. l-1)
Espécies
B. bigelowi
C.leptoporus
D.tubifera
G.ericsonii
G.muellerae
G.oceanica
E.huxleyi
H.carteri
R.clavigera
S.spp
U.tenuis
Indeterminados
34
41º24'.6N
8º49'.2W
38
35
41º24'.7N
8º54'.9W
66
36
41º24'.7N
9º02'.0W
90
37
41º24'.3N
9º14'.3W
800
39
41º24'.5N
9º46'.6W
2618
41
41º24'.6N
10º30'.9W
3585
42
41º24'.5N
10º40'.0W
2410
43
41º24'.6N
10º50'.3W
3061
15.09
35.32
15.33
35.46
15.40
35.48
15.82
35.83
17.71
35.89
17.37
35.88
17.69
35.80
17.71
38.82
63
20
9
0
0
10
24
0.3
esf.
litos
esf
0.7
3.0
20.9
32.0
2.2
litos
esf
litos
esf
0.2
185.6
459.3
409.3
284.0
13.0
6.9
6.2
5.0
1.2
101.6
110.6
50.1
93.2
20.1
0.2
1.0
0.2
1.2
litos
esf
litos
esf
litos
0.1
0.7
0.08
0.8
0.08
1.3
esf
litos
0.2
1.1
31.2
173.7
2.1
40.5
0.5
2.5
1.4
0
0.6
0.1
4.3
11.6
0.4
2.1
1.8
9.4
0.2
0.1
0.8
2.2
0.2
9.6
2
4.8
0.3
0.3
esf
litos
0.03
0.03
0.03
5.8
192.9
0.3
0.07
Resultados da contagem dos cocólitos isolados
Para cada uma das estações de superfície (5m), foram também contados os cocólitos (ou litos
para simplificar) isolados e separados das cocosferas. Adicionalmente às contagens de litos
feitas em amostras da CNS (5m), foram também realizadas contagens em amostras colhidas
na CNF (≈5m acima do fundo) e em algumas estações a níveis intermédios (est. 4 e 41). Os
dados são apresentados na tabela
V-7. Em principio, sendo os litos libertados pelas
cocosferas, a quantidade de litos de uma determinada espécie presentes na mesma estação
deveria ser proporcional ao número de cocosferas.
A comparação, por espécie, da concentração dos litos dos filtros da superfície com os níveis
nefelóides intermédio e de fundo permite distinguir situações diversas. Por exemplo, a
181
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
concentração dos placólitos de C.leptoporus, aumenta significativamente nalguns casos (como
nas est.34 a 43) e noutros apenas aumenta ligeiramente (est. 1 e 4). As est. 6, 8, e 16 mostra m
um decréscimo nos valores de concentração mais acentuado na estação 14.
C. pelagicus
E. huxleyi
G. ericsonii
G. muellerae
G. oceanica
H. carteri
R. clavigera
Syracospher
a spp.
U.tenuis
F. profunda
U.sibogae
est.
1
est.
4
est.
6
est.
8
est.
14
est.
16
est.
34
est.
35
est.
36
est.
37
est.
39
est.
41
est.
42
est.
43
Prof.
(m)
C.leptoporus
Tabela V-7. Comparação dos valores de concentração de litos à superficie (x103 litos l-1 ) com as camadas
nefelóides de fundo e intermédia da coluna de água. (*) menos de 100 litos l-1 .
5
95
5
75
5
2002
5
2716
5
1325
5
52
5
28
5
57
5
85
5
680
5
2505
5
86
5
2423
5
2800
1.8
4.6
3.2
4.5
7.2
4.6
7.3
3.8
15.4
3.9
8.0
7.4
0.7
2.6
0.2
5.5
12.9
9.0
4.0
0.9
1.1
8.3
1.1
1.4
1.6
0.3
1.4
0.5
*
3.4
48.8
14.4
34.9
0.9
1.8
1.0
1.1
377
165
70.3
27.1
53.6
21.1
13.1
5.7
4.8
9.0
17.0
18.0
284
321
93.2
331
520
33.2
11.0
2.1
69.1
40.5
1.5
*
0.2
345
208
12.1
21.6
64.4
6.9
1.2
17.6
43.5
1.5
1.0
9.2
186
318
102
175
192
13.6
18.6
4.3
66.7
31.2
2.1
*
1.1
269
115
16.8
23.6
30.7
11.4
0.7
1.8
1.4
1.6
*
1.4
459
238
111
128
*
163
72.1
4.2
11.6
47.1
174
0.8
0.6
148
140
1.2
20.5
17.3
8.0
6.5
2.1
3.3
*
0.6
409
539
50
359
0.8
272
27.9
7.0
0.4
4.8
2.1
3.1
0.6
1.4
9.5
0.2
0.6
0.2
0.2
0.3
0.8
0.1
0.2
0.6
13.0
112
55.0
102
4.2
1.6
1.0
0.5
1.5
0.2
1.1
0.3
5.8
1.1
0.1
3.2
*
*
5.0
-
19.0
27.8
5.6
1.7
7.4
0.9
11.1
1.0
9.1
*
0.5
5.6
20.1
47.5
1.0
5.1
2.0
0.4
0.1
1.4
5.8
0.1
-
4.8
4.7
55.9
13.6
54.8
0.5
40.1
1.7
77.6
6.3
25.6
0.2
0.7
8.4
0.8
12.4
193
0.4
48.6
3.6
5.4
150
-
0.6
0.2
0.7
0.8
0.1
-
A espécie E. huxleyi, que produz placólitos mais pequenos e menos resistentes que a espécie
anterior, também não apresenta tendência definida, isto é, aumenta em algumas estações
(est.35, 36, 37,39, 14), decresce noutras (est. 1,4,6,8) ou mantém os valores nas restantes
(est.16 e 34). Nas amostras colhidas, a espécie C. pelagicus é rara à superfície, tanto como
litos como cocosfera, mas está bem representada na camada nefelóide de fundo. Outras
espécies só com placólitos são a U. sibogae, Reticulofenestra sp. e Cyrcargolithus floridanus.
As duas últimas espécies correspondem a formas fósseis indicando a existência de
ressuspensão e resedimentação. As concentrações de placólitos das espécies Gephyrocapsa
mostram um padrão de flutuação inconsistente de aumento e diminuição de estação para
estação. Mais fácil de explicar é o aumento da F. profunda com a profundidade devido à sua
preferência pela zona fótica profunda (>80m).
A espécie U. tenuis apresenta nas estações do perfil sul valores superiores à superfície do que
no fundo, só aumentando na estação 16. No perfil Norte está normalmente ausente à
superfície, com excepção da estação 42 e, aparece junto ao fundo com valores baixos.
182
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
As estações 37 e 39 não apresentam desenvolvimento de cocolitóforos nem a presença
residual de litos aos 5m. Contudo, as amostras do fundo mostram conteúdo significativo de
litos cuja associação se assemelha mais às estações perto da costa
do que as neríticas,
sugerindo a existência de mecanismos de circulação para fora da plataforma aos níveis
inferiores da coluna de água.
B. CLIMA (Inverno 1997)
Pretendeu-se essencialmente caracterizar a associação de cocolitóforos presentes, no período
de Inverno. A amostragem foi feita na coluna de água a 5, 30 e 80m de profundidade, em três
perfis paralelos à costa, na área compreendida entre os paralelos 41ºN e o 41º30'N (Tabela V8A e 8B).
No nível superior (5m) a abundância absoluta média dos cocolitóforos era de 273x103 cel.l -1 ,
enquanto que aos 30m era de 251x103 cel.l -1 e aos 80m de 134x103 cel.l -1 . A abundância de
cocosferas era máxima à superfície (-5m), diminuindo para cerca de metade aos 80m de
profundidade. Nos perfis perpendiculares à costa observa-se que as estações mais ao largo (a
mais de 45 Km da costa) apresentam valores de abundância superiores (fig. V-18). No
69
74
77
80
82
0
0
-25
-25
-50
-50
-75
-75
-100
-100
Emiliania huxleyi
-90
-80
-50
-20
0
-90
-25
-50
-50
10000
30000
-40
50000
-30
-20
7000
-25
5000
-50
5000
0
0
-60
3000
cel./l
-70
1000
70000
0
-80
500
50000
-10
0
30000
-30
7000
10000
-40
5000
3000
5000
-60
1000
500
0
0
-70
-100
-100
-10
0
cel./l
70000
-75
-75
Syracosphaera sp.
Gephyrocapsa ericsonii
-100
-100
-90
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
30000
-40
50000
-30
-20
7000
-50
-75
10000
-50
5000
-25
-50
-60
3000
-25
5000
-70
1000
0
-80
500
0
0
-100
-100
-90
0
70000
50000
30000
10000
5000
3000
10x10 3 30x103 50x10 3 100x103 300x103 500x103 700x103 cel./l
1000
0
0
-80
-100
-100
70000
-10
0
cel./l
-75
Gephyrocapsa muellerae
-90
-70
-50
-30
-10
-100
-100
0
-90
-50
30000
-40
50000
-30
7000
10000
-60
5000
5000
-70
3000
0
-80
1000
cel./l
500
30000
-20
0
10000
-40
3000
5000
-60
1000
500
0
0
-80
70000
-20
-10
0
cel./l
Figura V-18. Distribuição da abundância das mais importantes espécies de cocolitóforos, segundo um
perfil perpendicular à costa, para o cruzeiro CLIMA 97. Observam-se os máximos de abundância, perto
do bordo plataforma.
183
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
entanto, a diversidade mantém-se, sendo mais importante a variação do tipo e número de
espécies ao longo da coluna de água.
A espécie mais abundante em todos os níveis é a G. ercsonii, com valores que variam de
787X103 cel.l -1 a 0.4x103 cel.l -1 . Tal como no cruzeiro anterior, a espécie oportunistica E.
huxleyi (2.4X10-3 - 73X10-3) também está presente, assim como a G. muellerae (1.1x103 Tabela V-8A. Localização, temperatura, salinidade e abundância de cocolitóforos (×103 células l -1 ) em
amostras colhidas, a 5 m, 30 m and 80 m, durante o cruzeiro CLIMA 97.
Est.
Latitude
Longitude
Prof. (m)
Temp.(ºC)
5
30
80
Salinidade
5
30
80
Abund.
(×103 cel. l-1 )
5
30
80
82
41º29'.9N
8º50'.4W
30
80
41º29'.7N
9º02'.9W
94
77
41º30'.0N
9º15'.2W
800
74
41º29'.8N
9º25'.7W
2031
69
41º29'.8N
10º00'.3W
3100
104
40º41'.1N
8º53'.1W
30
102
41º41'.2N
09º05'.2W
104
100
41º41'.3N
09º19'.2W
430
99
41º41'.4N
09º23'.’0W
1075
93
41º41'.2N
09º59'.7W
2886
120
40º51'.0N
08º55'.1W
43
119
41º51'.0N
09º00'.1W
86
117
41º49'.3N
09º10'.1W
120
114
41º48'.5N
09º24'.6W
913
-
16.726
16.801
15.481
16.707
15.345
16.469
16.517
16.366
-
15.179
16.541
-
15.630
17.046
15.211
16.197
16.728
15.550
16.463
16.501
16.245
16.226
16.242
15.295
14.863
16.692
-
15.194
16.296
16.420
16.257
16.744
16.021
16.421
16.418
16.445
-
35.793
35.889
36.024
35.940
36.007
35.879
35.931
35.942
-
34.215
35.629
-
34.427
35.924
36.015
35.639
35.853
36.004
35.798
35.833
35.944
35.867
35.897
35.970
32.813
35.765
-
33.551
35.178
35.998
35.430
35.813
36.003
35.849
35.850
35.950
102
20
-
108
136
30
330
128
967
709
200
393
156
69
8
-
278
103
52
454
256
88
274
398
576
120
84
9
-
148
32
254
89
120
300
180
99
100
102
104
114
117
119
120
*
*
*
1.7
*
*
*
1.7
1.7
*
*
*
*
*
*
*
0.6
*
*
*
*
1.7
1.7
3.4
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1.7
3.4
*
*
*
*
1.7
*
*
*
*
0.4
18.6
8.1
65.0
28.8
42.3
38.9
67.7
32.2
16.2
47.4
27.1
7.2
33.8
2.5
9.3
26.2
25.0
44.7
16.6
37.1
6.8
25.7
2.4
85.9
223.2
123.3
171.9
44.5
72.7
20.3
48.7
0.4
184
*
*
4.1
3.2
11.8
*
9.5
3.2
7.9
22.0
2.7
1.8
*
*
*
5.1
*
1.8
33.8
5.1
*
1.3
2.3
*
*
*
2.8
1.1
1.4
0.4
*
*
*
3.2
*
*
*
*
*
*
0.6
*
*
*
*
*
*
0.4
7.9
*
1.4
*
*
*
*
*
*
*
0.9
1.8
*
*
*
*
1.7
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
14.2
*
23
50.9
*
8.5
*
*
3.2
1.6
11.8
0.9
25.3
*
3.4
8.5
16.9
1.7
*
*
*
*
5.4
8.5
*
*
*
*
1.8
1.7
*
0.6
*
1.6
*
8.6
0.9
1.4
*
0.4
16.2
*
3.1
24.6
1.7
*
*
2.8
*
5.4
*
S. molichii
3.2
13.5
2.7
8.2
8.4
1.7
9.0
4.1
0.4
*
S. lamina
R. clavigera
H. carteri
G. oceanica
G. muellerae
G. ericsonii
C. pelagicus
C. mediterranea
C. leptoporus
A. unicornis
A. ordinata
A. brasiliensis
1.6
14.2
10.2
36.6
19.7
11.7
15.2
*
8.1
6.5
1.6
3.4
2.7
18.1
*
13.5
18.6
35.5
5.1
5.4
23.7
6.8
7.2
5.4
*
9.3
8.2
*
1.9
5.2
11.4
1.1
1.4
1.2
U. sibogae
93
*
*
*
*
*
6.8
3.3
1.7
1.7
*
307.2
84.6
786.6
543.2
96.9
198
70.4
62.3
74.4
2.4
40.6
1.8
438.6
66.0
196.3
294.5
282.6
208.2
50.5
162.5
49.1
32.5
9.5
S. pulchra
82
1.7
34.8
37.2
73.0
44.3
43.4
60.9
30.7
20.3
35.6
Syracosph. spp.
80
1.7
*
*
4.8
Scyphosph. spp.
77
0.4
*
*
*
1.6
*
E. huxleyi
74
30
80
5
30
80
30
80
5
30
80
5
30
30
80
30
80
5
30
80
5
30
80
5
30
5
30
80
30
80
30
80
5
30
D. tubifera
69
Prof. amostragem
(m)
Est.
Tabela V-8B. Abundância absoluta de cocolitóforos (×103 célulasl-1 ) em amostras colhidas às
profundidades de 5 m, 30 m e 80 m, durante o cruzeiro CLIMA 97. (*) - litos livres.
1.6
4.8
3.4
28.4
18.0
36.8
25.4
18.0
4.1
8.1
12.6
1.7
2.7
16.2
16.9
11.8
35.5
33.8
3.4
12.6
3.4
13.5
5.4
2.7
1.3
9.3
13.1
28.3
22.3
20.1
12.8
2.2
*
3.6
14.8
1.7
1.7
*
*
*
1.6
*
1.6
0.8
1.8
*
3.4
3.6
*
*
*
3.4
3.4
*
3.4
*
*
1.4
*
3.3
1.4
*
*
*
1.7
*
1.4
*
1.4
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
35.5x103 ). As espécies características de massas de águas subtropicais e tropicais também
foram encontradas com abundância significativa, como a G. oceanica (0.4X103 - 33.8X103 ),
U.sibogae (1.3x103 - 36.8x103 ), Syracosphaera sp. (0.9x103 - 51x103 ), Scyphosphaera (0.4x103
-13.5x103 ), D. tubifera (0.4x103 - 6.8x103 ) e S. pulchra (1.4x103 - 3.6x103 ).
Superfície (5m)
As águas superficiais costeiras mostram baixos valores de salinidade e temperatura, em
resultado directo do fluxo de água doce continental (plumas dos rios). Uma frente salina, bem
marcada, entre as águas continentais e oceânicas, localiza-se a cerca de 30 km da costa. De
modo geral, todas as espécies mostram valores superiores de abundância à medida que nos
afasta va mos para o largo. Constituem excepção a este comportamento
a s espécies
Syracosphaera sp., cuja abundância se mantém ou sofre um aumento genérico na proximidade
da costa (fig. V-32), e G. oceanica, que na est.82 tem abundância superior (22.0x103 cel l-1 ).
Os litos mostram a mesma tendência, com excepção das duas espécies referidas
anteriormente as quais são, por vezes, mais abundantes na proximidade da costa, mas em
locais menos influenciados pelos rios (est.82).
A distribuição horizontal aos 5m mostra que a massa de água continental influencia
fortemente a distribuição das diferentes espécies (fig.V-33). Além disso, será de colocar a
hipótese de outro factor, além da temperatura e salinidade, estar a influenciar a
distribuição.
sua
Margalef (1983) propôs um terceiro factor, a turbulência do meio, que
promoveria a mistura das massas de água, factor este cuja importância tem sido igualmente
reconhecida por Cachão (1998). Nas condições de Inverno, que prevaleceram durante o
cruzeiro, este factor poderá ajudar a explicar a ocorrência de espécies subtropicais e
temperadas com máximos em condições hidrológicas semelhantes.
A generalidade das espécies apresenta os máximos de abundância nas águas oceânicas (fig.V19). As espécies que apresentam comportamento diverso do geral são a G. oceanica que tem
uma distribuição particular, com o máximo de abundância na zona de transição entre as águas
continentais e oceânicas e a Syracosphaera sp. que apresenta dois máximos, um perto da costa
e outro ao largo, ou seja, em duas massas de água com características bem distintas de
temperatura e salinidade.
185
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
42ºN
CLIMA 97
Salinidade a -5m
42ºN
CLIMA 97
Temperatura a -5m
0
10km
0
41º30'N
9º00' W
9º00' W
41º30'N
42ºN
CLIMA97
E. huxleyi (-5m)
10km
9º00' W
42ºN
9º00' W
CLIMA 97
G. ericsonii (-5m)
x10 3 cel.l -1
x10 3cel.l
-1
100m
700
70
500
120
50
300
114
100
30
50
10
100
102
104
30
Lima
Lima
5
10
0
0
0
74
80
82
_____isolinhas litos
41º30'N
42ºN
CLIMA97
Syracosphaera sp. (-5m)
9º00' W
CLIMA 97
G. oceanica (-5m)
x10 3 cel.l - 1
10km
100m
41º30'N
0
10km
x10 3 cel.l
100m
70
-1
70
50
50
30
30
10
10
Lima
Lima
0
5
5
0
0
0
10km
10km
41º30'N
9º00' W
9º00' W
CLIMA97
U. sibogae (-5m)
x10 3 cel.l
-1
70
50
30
10
Lima
5
0
0
10km
41º30'N
Figura V-19. Distribuição horizontal (5m), para as várias espécies de cocolitóforos encontrados, assim
como para a temperatura e salinidade, do cruzeiro CLIMA 97. As isolinhas de cor azul a rosa
representam as abundância dos litos (x103 litos -1 ), geralmente mais abundantes nos locais onde temos os
máximos de cocosferas.
186
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Nível intermédio e inferior (30 e 80m)
À semelhança do verificado no nível superficial, foi detectado uma tendência geral de aumento
dos valores de abundância para o largo (Tabela V-8b). De referir que não se verifica uma
separação nítida entre espécies de massas de água subtropicais e temperadas. De facto, estes
dois grupos predominantes encontram-se misturados, o que denota uma forte mistura das
massas de água na plataforma continental.
As espécies de massas de água temperadas (G.ercsonii, G. muellerae, E. huxleyi) mostram uma
tendência para diminuir a sua abundância média à medida que descemos na coluna de água,
enquanto que a U. sibogae (massas de água subtropical) exibe comportamento oposto.
Aos 80m, a U. sibogae apresenta maior abundância nos locais de temperatura superior a 16ºC.
Resultados da análise dos litos
Além da relação evidente entre máximos de cocosferas e máximos de litos (fig.V-19),
pretende-se analisar também a variação da sua concentração ao longo da coluna de água e
especialmente na camada nefelóide de fundo. Os dados necessários a tal análise são
apresentados na tabela V-9 .
80
82
93
99
100
102
104
114
117
119
120
1.6
1.4
1.6
2.7
8.1
16.6
8.5
16.2
1.7
1.8
14.4
9.5
8.9
3.3
3.4
1.7
1.4
15.8
2.4
9.5
67.7
8.1
32.8
35.1
23.7
27.1
1.4
3.2
7.9
39.7
28.8
28.8
62.6
1.7
6.8
39.7
5.4
15.5
13.1
55.0
8.6
4.37
7.9
0.8
187
9.5
10.2
8.1
4.9
35.1
13.5
9.0
2.7
3.2
12.6
1.8
32.5
32.2
6.8
37.2
10.2
10.2
16.2
10.2
7.2
0.6
3.9
8.3
12.0
0.9
3.4
2.7
1.2
6.3
6.8
5.4
3.3
3.3
1.7
1.4
1.6
1.6
3.4
5.4
11.8
3.4
8.5
10.2
8.5
3.6
2.3
1.6
13.3
5.2
4.4
1.4
2.2
0.4
9.5
8.1
26.2
15.0
15.2
9.0
4.7
50.5
5.1
30.5
42.3
25.4
15.2
7.2
1.8
0.6
8.5
24.6
30.3
0.9
2.8
-
15.8
3.4
13.5
1.6
6.7
10.2
5.4
9.5
8.1
1.6
15.2
6.3
18
6.8
5.1
16.9
16.9
22.0
5.4
16.9
15.2
37.9
20.3
1.9
9.3
26.2
8.3
1.7
6.1
11.4
42.9
1.6
14.2
12.2
6.5
8.4
18.6
19.8
9.5
24.2
10.3
38.9
4.5
10.8
11.8
10.2
20.3
25.4
3.6
13.5
22.0
28.8
5.4
1.3
9.3
14.8
15.0
6.9
4.4
12.8
9.0
4.1
-
72.8
57.5
62.3
27.9
267.4
252.2
236.5
440.0
80.2
110.7
79.5
15.3
391.7
297.8
323.2
648.2
1098.
181.1
281.6
71.1
134.7
196.8
82.6
30.4
604.2
283.9
445.6
199.4
166.8
69.8
155.7
82.6
43.8
U. tenuis
U. sibogae
S.pulchra
Syracosphaer
a spp.
D.tubifera
R. clavigera
57.0
16.9
48.7
8.2
63.5
101.5
39.7
33.8
34.0
25.3
37.2
4.5
164.3
23.7
110.0
162.5
150.6
106.6
30.7
40.6
60.9
93.9
8.1
0.6
35.6
134.6
95.0
39.5
33.2
45.6
56.4
19.0
1.6
Scyphosph.
10.2
12.2
4.9
25.4
34.3
83.9
32.3
68.0
245.4
69.5
21.7
16.9
1.7
52.5
20.3
12.6
257.2
69.4
1.8
90.7
8.2
14.7
11.5
10.0
18.9
31.4
68.4
116.2
54.2
9.6
Pontosphaera
861.4
660.0
736.5
320.0
738.8
1107.
350.2
750.0
594.9
429.3
770.0
256.3
2061.
575.4
1287.
1827.
2335.
1100.
449.5
1072.
981.5
1469.
503.6
73.5
697.0
1399.
1114.7
761.6
612.3
818.0
681.4
173.3
46.2
H. carteri
C. leptoporus
C. pelagicus
14.2
3.4
21.7
10.2
5.4
6.8
1.3
6.8
2.7
2.4
G. muellerae
77
6.8
6.8
3.3
1.7
3.6
2.7
1.6
3.2
1.8
3.6
5.1
1.7
3.4
5.4
6.8
8.5
5.4
1.4
1.3
0.9
1.4
6.8
0.8
G. oceanica
74
24
80
5
30
80
1440
30
80
5
30
90
5
40
30
80
30
80
5
30
80
5
30
80
5
30
5
30
80
30
80
30
80
5
30
E. huxleyi
69
Prof.(m)
Est.
Tabela V-9. Comparação dos valores de concentração de litos (x103 litos l-1 ) obtidos nas CNS, CNI e CNF.
4.8
30.5
4.0
14.8
5.0
5.4
0.8
3.6
1.7
3.4
1.7
1.8
3.4
3.4
9.0
1.7
-
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Podem-se distinguir três situações diferentes nos litos que se estão a libertar para a coluna
de água: os que geralmente mantêm as suas concentrações ao longo da coluna de água (E.
huxleyi), aqueles cuja concentração diminui para o fundo (G. oceanica, Syracosphaera sp) e os
que apresentam comportamentos distintos conforme as estações (G.muellerae, S. pulchra). As
espécies que ocorrem geralmente representadas por litos e raramente como células vivas
(entre outras, C. leptoporus, C.pelagicus, H. carteri, Pontosphaera sp., Scyphosphaera sp., R.
clavigera, D. tubifera, e U.tenuis) apresentam também comportamentos distintos. C. pelagicus
ocorre apenas nas amostras da plataforma continental, apresentando geralmente concentração
superior perto do fundo, com excepção das est. 102 e 104 (frente ao rio Lima). D. tubifera,
pelo contrário, apresenta concentrações mais baixas nas estações da plataforma, ou
simplesmente desaparece à superfície, só aparecendo perto do fundo (est. 80, 102, 104 e 117)
com concentrações baixas (ressuspensão do fundo?). U. tenuis ocorre nas estações mais
profundas com concentrações superiores aos níveis intermédios, com excepção da est. 102. H.
carteri aparece geralmente com concentração superior na CNF (est. 80, 82, 119). Os placólitos
cuja abundância é superior na CNF do que na coluna de água sobrejacente, representam
certamente espécies mais resistentes aos processos de dissolução, tanto na coluna de água
como no sedimento, indicando a existência de ressuspensão.
C. Análise estatística
A distribuição do nanoplâncton calcário resulta de uma complexa interacção entre estes
organismos e o ambiente que os rodeia, sendo influenciada principalmente pela alteração das
massas de água (temperatura e salinidade), nutrientes, turbulência e penetração da luz
(turbidez). Na tentativa de identificar possíveis relações estatísticas (correlação, covariância,
antivariância) no que concerne à distribuição particular das diversas espécies de nanoplâncton
calcário observadas, com alguns dos factores que poderão condicionar a sua presença, foi
efectuada um tratamento estatístico multivariado.
A análise multivariada é utilizada habitualmente em estudos geológicos e biológicos. Não
obstante terem objectivos distintos e os modelos matemáticos em que se baseiam serem
diferentes, os métodos empregues em tais estudos pressupõem sempre a redução da
totalidade das variáveis em apenas alguns factores. Entre os métodos mais usados estão a
análise de componentes principais e a análise factorial.
Neste trabalho considerou-se a análise factorial como sendo a mais útil, visto que se pretendia
a extracção de um pequeno número de factores e classificar as espécies em grupos naturais.
188
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Foi apenas aplicada ao cruzeiro CORVET devido ao maior número de amostras, tanto por perfil
como por nível (5m e fundo).
Nas colheitas a
5m, foram usadas as abundâncias absolutas obtidas para cada espécie. A
análise foi feita separadamente para as cocosferas e litos, visto que estas pequenas placas
calcíticas podem persistir por algum tempo na coluna de água, dando-nos informações
complementares. Nas colheitas perto do fundo, foram apenas consideradas as contagens dos
litos. Pretendeu-se ver em que medida os diferentes litos estão relacionados entre si, e com
os parâmetros de medida da quantidade de matéria particulada em suspensão (turbidez e
concentração), assim como com os processos de dispersão, contaminação e ressuspensão.
C1.Análise factorial - Cruzeiro CORVET 96
Em 18 amostras recolhidas nos 3 perfis realizados no cruzeiro CORVET 96 foram
reconhecidas 19 morfotipos de litos e 16 espécies distintas de cocolitóforos (cocosferas).
Uma análise quantitativa das mesmas aos 5m (litos e cocosferas) e perto do fundo (a cerca de
5m do fundo), permitiu a obtenção de três matrizes de contagem, submetidas separadamente
a uma análise factorial através do programa "Statistica for Windows".
Para os dados das contagens das cocosferas a 5m trabalhou-se com uma matriz conjunta de
12 variáveis (Temperatura, Salinidade, Nefelometria e as 9 espécies mais representativas) por
5.5
5
4.5
4
Valor
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Número de valores próprios
Factores
1
2
3
4
Valores
próprios
4.59
2.65
1.24
1.12
Variância
explicada (%)
38.25
22.08
10.36
9.34
Valores próprios
acumulados
4.59
7.24
8.48
9.60
Variância
acumulada (%)
38.25
60.33
70.69
80.03
cocolitóforos (cocosferas) encontradas a -5m e tabela com a variância explicada para um universo de 12
variáveis.
189
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
16 amostras (foram retiradas duas estações do perfil Norte por apresentarem a este nível
ausência de cocolitóforos), para o qual foi calculada a respectiva matriz de correlação
(Apêndice C). Esta operação permitiu concluir que uma parte significativa da distribuição é
explicada através da determinação de quatro factores ou agrupamentos, sendo negligenciavel
o contributo dos restantes. Após a extracção dos valores próprios (fig.V-20), foi efectuada
uma rotação varimax, de modo a obter uma optimização dos valores utilizados em função do
número de factores extraídos (4) ou seja dos principais eixos de distribuição. O 1º factor
permite explicar 38% da variabilidade dos dados, relacionando a temperatura e salinidade
(massas de água) com uma associação típica de águas quentes (C. leptoporus, U. tenuis e
Syracosphaera
spp.).
Inversamente,
a
nefelometria
influencia
negativamente
esta
distribuição, conjuntamente com espécies de águas temperadas (H. carteri, G. muellerae e G.
ericsonii).
Rotação: Varimax
Extracção: Factores principais (comm.=multipla R-2)
1
GE
0.8
GM
EH
Reciclagem nutrientes
upwelling
Factor 2
0.6
SY
0.4
0.2
NEFEL
GO
SALIN
RC
0
Pluma rios
TEMP
HC
UT
CL
-0.2
-0.4
-0.4
-0.2
Massa de
água quente
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Factor 1
significativo da análise factorial, feita com as abundâncias absolutas das cocosferas (-5m).
Interpretação das associações encontradas (legenda das abreviaturas no apêndice C).
O 2º factor (variância explicada de 22%), agrupa as espécies G. muellerae, G. ericsonii e E.
huxleyi, espécies características de águas temperadas e comuns neste período nas águas
costeiras da plataforma. O 3º factor (10%) mostra o comportamento distinto da espécie H.
carteri em relação a todas as outras espécies, não estando directamente relacionadas com
estas nem com as outras variáveis. O 4º factor (9%) relaciona a G. oceanica com a
nefelometria, visto que esta espécie ocorre geralmente em locais onde a turbidez é elevada
(perto da costa), o que permite explicar o seu comportamento distinto em relação às outras
espécies típicas de massas de água quentes.
190
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Rotação: Varimax
Extracção: Factores principais (comm.=multipla R-2)
0.8
SALIN
TEMP
0.4
CL
SY
RC
HC
Factor 4
UT
EH
0
GE
-0.4
< condições óptimas
GM
-0.8
NEFEL
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
GO
0.2
0.4
Factor 3
significativo da Análise factorial, feita com as abundâncias absolutas das cocosferas (-5m). Legenda das
abreviaturas no apêndice C.
A distribuição das espécies relativamente ao factor 1, mais significativo do que os restantes,
permite concluir que este eixo traduz a influências das massas de água sobre as associações
microfaunisticas subtropicais e tropicais, estando as restantes relacionadas com outros
factores, nomeadamente a turbidez (nefelometria) e as plumas dos rios (Fig.V-21).
Individualizam-se as espécies G. muellerae, G. ericsonii e E. huxleyi, que se encontram
associadas com águas temperadas e, possivelmente, com a reciclagem de nutrientes trazidos
pelo upwelling.
O factor 3 parece traduzir peculiaridades na distribuição das espécies de certos
cocolitóforos, em particular H. carteri e R.clavigera , não se sabendo o seu significado ao nível
do conhecimento actual. Esta distribuição poderá também reflectir uma diminuição das
condições óptimas para a ocorrência de determinadas espécies, só restando a H. carteri
(fig.V-22). O factor 4 representa igualmente uma oposição entre massas de água oceânicas
(temperatura + salinidade) e massas de água costeiras (nefelómetria).
Para as contagens efectuadas nos litos (5m), realizou-se o mesmo tipo de análise, utilizando-se
agora uma matriz de correlação onde se acrescentou a concentração (mg/l) às anteriores 12
variáveis, pelas mesmas 16 estações (Matriz - Apêndice C). Teve-se o mesmo cuidado de
optimizar a contribuição de cada um dos valores dos eixos principais da distribuição
estatística, através da indução de uma rotação varimax.
191
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
5.5
5
4.5
4
Valores
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Factores
1
2
3
4
Valores
próprios
4.59
2.75
1.78
1.33
Variância
explicada (%)
35.32
21.19
13.66
10.22
Valores próprios
acumulados
4.59
7.35
9.12
10.45
Variância
acumulada %)
35.32
56.51
70.18
80.39
Figura V-23. Determinação dos factores significativos da análise factorial para as espécies de litos
encontradas a -5m e tabela com a variância explicada para um universo de 13 variáveis.
Tal como na análise anterior, uma parte significativa da distribuição (80%) é explicada através
da determinação de 4 factores (fig. V-23). O primeiro factor explica 35 % da variabilidade
dos dados e relaciona a temperatura e a salinidade com os litos da espécie C.
leptoporus,
estando relacionada inversamente com a concentração. Os litos desta espécie estão
relacionados com a massa de água onde se encontram, ocorrendo essencialmente em massas de
água tipicamente oceânicas, com baixa concentração e longe da influência terrestre (fig. V24). O 2º factor relaciona a nefelometria com os litos das espéciesH. carteri e Syracosphaera
sp., e inversamente com a temperatura, salinidade e a espécie G. muellerae. Este factor
parece indicar que os litos de H. carteri e Syracosphaera sp. são, possivelmente, introduzidos
por ressuspensão na coluna de água, e separa nitidamente os litos que estão numa determinada
massa de água dos que estão a ser transportados.
192
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Rotação: Varimax
Extracção: Factores principais (comm.=multiple R-2)
1
HC
SY
NEF
0.8
Maior diferenciação
tafonomica
0.6
dispersão
contaminação
sedimentação
GE
Factor 2
0.4
EH
RC
0.2
CONC
GO
CL
UT
0
Massa de água
quente
GM
TEMP
-0.2
SAL
-0.4
-0.8
-0.4
0
0.4
0.8
Factor 1
significativo da Análise factorial, feita com as abundâncias absolutas dos litos (-5m). Legenda das
O 3º factor, que explica 14 % da variação, indica que os litos das espécies U. tenuis, R.
clavigera
e G.
muellerae,
estão
inversamente
correlacionadas
concentração e as espécies G. oceanica e H. carteri,
pertencentes ao primeiro grupo
com
a
nefelometria,
mostrando que os litos das espécies
se encontram em massas de água oceânicas de baixa
Rotacão: Varimax
Extracção: Factores principais (comm.=multiple R-2)
1
litos produzidos na plataforma
GO
0.8
EH
GE
Dispersão/contaminação
(história anterior)
0.6
Factor 4
0.4
GM
NEF
SY
0.2
CL HC
0
litos produzidos e
dispersos no exterior
(offshore)
SAL
CONC
TEMP
-0.2
UT
RC
-0.4
-0.6
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Factor 3
significativo da Análise factorial, feita com as abundâncias absolutas dos litos (-5m). Legenda das
concentração, enquanto que as do segundo grupo ocorrem perto da costa em locais com
concentrações superiores. Em vida, as espécies destes dois grupos normalmente encontramse em massas de água distintas, como antes referido. Neste sentido, é de admitir ter havido
193
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
mistura de massa s de água com origens diferentes (subtropical e temperada), com
consequente dispersão e contaminação das massas de água por estes placólitos, com
antecedentes diferentes.
O 4º factor relaciona os litos de três espécies distintas (G.
ericsonii, G. oceanica e E. huxleyi), associando-os nas mesmas amostras, sendo as duas
primeiras espécies consideradas oportunistas e a terceira ubiquista (fig. V-25).
Por fim, realizou-se a análise factorial para as colheitas perto do fundo (≈5m do fundo). Tal
como nas análises anteriores, as variáveis escolhidas incluem as espécies de litos mais
representativos (U. tenuis, C. leptoporus, G.muellerae, G. ericsonii, G. oceanica, E. huxleyi,
Syracosphaera sp., H. carteri e C. pelagicus), a nefelometria e a concentração. As variáveis
temperatura e salinidade foram retiradas por se ter verificado que estavam relacionadas
entre si mas não com os litos considerados. Assim, a matriz de correlação é formada por 11
variáveis por 12 amostras (4 amostras não tiveram colheitas junto ao fundo devido a
profundidade do local ser superior a 2000m).
7
6
Valores
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Factores
1
2
Valores
próprios
6.36
1.07
Variância
explicada (%)
57.81
9.76
Valores próprios
acumulados
6.36
7.43
Variância
acumulada (%)
57.81
67.57
Figura V-26. Determinação dos factores significativos da análise factorial para as espécies de litos
encontradas perto do fundo e tabela com a variância explicada para um universo de 11 variáveis.
67 % da variabilidade desta subpopulação é explicada apenas com 2 factores (fig. V-26). A
introdução de um 3º factor, apenas explica mais 7% da variabilidade, não existindo
correlações significativas. O primeiro factor permite explicar mais de 50% da variabilidade
dos dados (57%), um valor muito elevado e significativo, que mostra a estreita relação
194
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
existente entre os litos de algumas espécies mais abundantes (E. huxleyi, G. ericsonii, C.
pelagicus,
Syracosphaera
spp.)
com
a
nefelometria
e
concentração.
Inversamente
correlacionadas estão os litos da espécie U. tenuis, que tem pouca representatividade perto
do fundo devido à sua rápida dissolução na coluna de água.
Rotação:Varimax
Extracção:Factores principais (comm.=multipla R-2)
1
GO
0.8
GM
HC
CON
GE
0.6
Factor 2
0.4
litos associados a produção
na coluna de água
litos associados a
ressuspensão
CL
0.2
NEF
CP
EH
SY
0
-0.2
UT
-0.4
-0.6
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Factor 1
significativo da Análise factorial, feita com as abundâncias absolutas dos litos perto do fundo. Legenda
das abreviaturas no apêndice C.
O 2º factor relaciona com maior significância os litos das espécies G. oceanica, H. carteri e G.
muellerae, que são litos bem calcificados e que apresentam uma resistência mais elevada aos
processos de dissolução, tanto na coluna de água como no sedimento. Inversamente
correlacionados temos os litos de espécies mais frágeis, como U. tenuis. Os litos da espécie C.
pelagicus ocorrem essencialmente na CNF, provavelmente devido a processos de ressuspensão
do material fino depositado (placólitos resistente aos processos de dissolução sendo
geralmente abundante nos sedimentos de fundo da plataforma), o que permite explicar a sua
forte correlação com a nefelometria (fig. V-27).
2.4.2.Síntese - Comunidade de cocólitóforos presentes nas águas da plataforma W
portuguesa, em regime de Inverno
No cruzeiro de Outubro de 1996 foi reconhecida nas amostras a espécie global e oportunista
Emiliania huxleyi (Lohmann) Hay & Mohler. As espécies Gephyrocapsa ericsonii e Gephyrocapsa
muellerae, que caracterizam a massa de água temperada encontram-se também presentes na
grande maioria das amostras. A espécie Helicosphaera carteri, comum a várias zonas
195
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
biogeográficas, apresenta abundância baixa, podendo mesmo ser considerada rara.
No
entanto, espécies relacionadas com massas de água quente (subtropical e tropical) foram
encontradas com abundâncias significativas, como Gephyrocapsa oceanica, Rhabdosphaera
clavigera var. clavigera, Umbellosphaera tenuis, Calcidiscus leptoporus, Discophaera tubifera,
e Umbilicosphaera sibogae.
No perfil norte, perto da costa, predominam as espécies G. oceanica, G. muellerae e G.
ercsonii, influenciadas pelas águas dos rios da região, enquanto que no sector mais externo da
plataforma predominam as espécies
também a espécie G. muellerae,
de águas quentes como U. tenuis, C. leptoporus, mas
típica de águas temperadas. Ocorreu mistura de espécies
subtropicais com temperada, o que poderá indicar uma mistura de massa de água com origens
distintas (subpolar e subtropical).
A análise factorial permitiu distinguir claramente as espécies de massas de águas quente s e as
espécies de águas temperadas e relaciona a G. oceanica com a nefelometria, explicando assim a
preferência desta espécie por massas de água costeiras, normalmente com turbidez superior,
e o seu comportamento distinto em relação às outras espécies de massas de água quentes.
Esta análise
permitiu distinguir os litos correlacionados com as massas de água (como a
espécie C. pelagicus) dos que estão a ser transportados (processos de dispersão, contaminação
e sedimentação). Perto do fundo, existe uma estreita relação entre os litos de algumas
espécies mais abundantes (E. huxleyi, G. ericsonii, C. pelagicus, Syracosphaera sp.) com a
nefelometria e concentração. Inversamente correlacionadas estão os litos da espécie U.
tenuis, que tem pouca representatividade perto do fundo devido à sua rápida dissolução na
coluna de água.
O C. pelagicus mostra forte correlação com a turbidez (placólitos resistente aos processos de
dissolução sendo geralmente abundante nos sedimentos de fundo da plataforma). Ocorre
essencialmente na CNF e está provavelmente relacionado com os processos de ressuspensão
do material fino depositado.
Em Dezembro de 1997, a espécie mais abundante em todos os níveis era a G. ericsonii . Tal
como no cruzeiro de Outubro, a espécie oportunistica E. huxleyi
também se encontrava
presente, assim como a G. muellerae. As espécies de massas de águas subtropicais e tropicais
também foram encontradas, embora com diferentes abundâncias e com novas espécies
dominantes, como G. oceanica , U.sibogae , Syracosphaera sp. Scyphosphaera, D. tubifera e
S. pulchara.
196
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
A abundância de cocosferas é máxima à superfície (5m), diminuindo para cerca de metade aos
80m de profundidade. As estações mais ao largo (a mais de 45 Km da costa) apresentam
valores de abundância superiores. No entanto, a diversidade mantém-se, sendo mais
importante a variação das espécies ao longo da coluna de água.
À superfície (5m), a massa de água continental influencia fortemente a distribuição das varias
espécies. A turbulência do meio está a promover a mistura das massas de água.
A espécie G. oceanica tem uma distribuição particular, com o máximo de abundância
precisamente na zona de transição entre as águas continentais e oceânicas e a Syracosphaera
sp. apresenta dois máximos, um perto da costa e outro ao largo, correspondendo a duas massas
de água com características bem distintas de temperatura e salinidade (espécies diferentes
de Syracosphaera). Todas as outras espécies apresentam os máximos de abundância nas águas
oceânicas.
Durante o Inverno, Cachão et al., (2000) explicam a presença da comunidade subtropical tão
próxima da plataforma W portuguesa e a latitudes acima de 41ºN pela injecção de águas
provenientes da frente dos Açores, na contracorrente da vertente continental Ibérica (Fiúza,
et al., submitted). Neste período, em condições de downwelling (ventos de S-SW), as águas
quentes oceânicas invadem superficialmente a coluna de água da plataforma continental
(Vitorino & Coelho, 1999), levando esta comunidade para mais perto da costa.
A ocorrência de espécies diferentes em cada um dos cruzeiros foi explicada por Cachão et al.,
(2000) pela acção conjugada de diversos factores: os regimes oceanográficos prevalecente s
antes e durante os cruzeiros (fim da estação de upwelling no CORVET e inverno típico no
CLIMA); o historial da comunidade subtropical transportada para Este ao longo da Frente dos
Açores; e as condições físicas da plataforma norte portuguesa, onde a coluna de água na zona
costeira se apresentava perturbada pelos fluxos de água estuarina induzindo estratificação
vertical.
2.4.3.Conclusões
Este estudo mostrou claramente que a comunidade de cocolitóforos que se desenvolve na
plataforma e vertente continental portuguesa durante o Inverno é rica e compreende tanto
espécies de regiões temperadas como de regiões subtropicais. As espécies subtropicais podem
ser dominantes ou encontrarem-se misturadas com as temperadas.
O regime de Inverno, com ocorrência de downwelling, traduz-se por duas situações
particulares (fig. V-28):
197
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
1.
Aproximação de espécies subtropicais do offshore ibérico. A associação varia de ano para
ano em função de possíveis factores oceanográficos ou biológicos (seeding factor).
2. Aproximação de formas oceânicas (G. muellerae) das zonas mais costeiras, representadas
pela espécie G. oceânica.
45º
N
ACNAP
CLIMA/97
T3
2 Formas oceânicas
42
G.muellerae
E.huxleyi
40º
Canhão
Nazaré
28
T2
39 37 35
Formas neriticas
C.pelagicus
G.oceanica
G.ercsonii
E.huxleyi
H.carteri Peninsula
Ibérica
Lisboa
25
23
1 Formas subtropicais
35º
C.leptoporus
Syracosphaera spp.
R.clavigera
D.tubifera
21
16
8 6 4 1
Banco
de Goringe
C.S.Vicente
Estreito Gibraltar
ACNAt
Africa
Madeira
20º
10º
0º
Figura V-28. Formas de cocolitóforos mais comuns durante o Inverno, associados com as principais
massas de água do Atlântico NE. ACNAt - Água Central Norte Atlântica de origem subtropical (a
vermelho) e ACNAP (a azul) de origem subpolar (definidas por Fiúza, 1984). Localização das estações
realizadas durante os cruzeiros CORVET 96 e CLIMA 97.
O tamanho diminuto dos litos e a sua natureza carbonatada torna-os particularmente úteis no
reconhecimento de processos de ressuspensão dos sedimentos de fundo, principalmente os
mais resistentes aos processos de dissolução, como o C. pelagicus.
A espécie G. oceanica, parece ter uma preferência por áreas com turbidez superior, mas com
salinidade normal, visto ter sido detectada a bordejar a pluma túrbida dos rios. A escolha
destas áreas está certamente relacionada com águas mais ricas em nutrientes.
198
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
2.5.Análise da MPS por DRX - Mineralogia das suspensões
Na plataforma continental norte portuguesa a dinâmica sedimentar é complexa devido à
diversidade de processos oceanográficos, e ao facto de termos a contribuição directa de cinco
rios (Minho, Lima, Cávado, Ave e Douro), os quais transportam água doce, nutrientes e
partículas terrígenas directamente para esta área. Embora estes rios atravessem o mesmo
tipo de formações geológicas, dominadas essencialmente por rochas graníticas e xistograuváquicas, o presente estudo pretende melhorar o conhecimento da dinâmica das suas
plumas túrbidas na plataforma e a contribuição mineralógica de cada rio, usando a composição
mineralógica genérica do material em suspensão (siltes e argilas) e em particular os minerais
das argilas como traçadores da dinâmica sedimentar.
Um dos problemas decorrentes da presença de 5 rios relativamente próximos (a distância
entre cada rio é de cerca de 20 Km), com dimensões e comportamentos distintos, é que as
plumas dos diferentes rios tendem a juntar-se em condições oceanográficas favoráveis e em
alturas de maior caudal, ou seja, no Inverno. Por exemplo, o rio Douro pode apresentar uma
pluma para NW com mais de 30 km de extensão, ultrapassando em situações de grandes
cheias a zona de Póvoa do Varzim, mascarando a contribuição do rio Ave. Entre o rio Cávado e
Lima esta situação também já foi registada (ver Capitulo IV). Em situações de Inverno ocorre
normalmente na plataforma interna a média uma massa de água costeira uniforme, túrbida e
que apresenta baixa salinidade, onde dificilmente se distingue a contribuição de cada rio.
Os minerais das argilas que, devido ao seu pequeno tamanho, são facilmente transportados em
suspensão dos estuários para a plataforma, são frequentemente usados como traçadores para
evidenciar as principais linhas de transporte na plataforma e a sua origem no continente.
Na plataforma continental, determinou-se o conteúdo mineralógico da MPS por DRX em 18
filtros provenientes do cruzeiro CORVET 96, que apresentavam uma quantidade de material
suficiente para realizar este tipo de estudo (superior a 2 mg/l). A determinação foi feita por
duas vezes, a primeira das quais directamente sobre os filtros HA da Millipore (porosidade
0.45µm), para determinação da fracção fina. Seguidamente, o material retido no filtro foi
retirado e colocado sobre uma lamela para determinação da fracção argilosa (agregados
orientados).
Para o estudo das fontes sedimentares continentais, utilizaram-se amostras de sedimentos em
suspensão e de fundo colhidas durante a campanha Sediminho 1 I/93, que decorreu em
1
Promovida pelo Instituto Hidrográfico no âmbito do projecto PETDS.
199
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Fevereiro de 1993 (Dias, 1993). Dessa campanha foram seleccionadas oito amostras do
estuário (filtros) que continham quantidade significativa de MPS e 14 amostras de sedimentos
de fundo.
2.5.1.Conteúdo mineralógico do material particulado em suspensão na plataforma continental
Esta análise, realizada maioritariamente em filtros de superfície (5m) e em três amostras
colhidas perto do fundo, permitiu observar que à superfície as suspensões são essencialmente
constituídas por filossilicatos, só mostrando maiores percentagens de outros minerais,
nomeadamente o quartzo, na proximidade da desembocadura dos rios (Tabela V-10 e fig.V-29).
Esta variação de composição, pode ser explicado pelo gradiente vertical de turbidez, ou seja,
parte das partículas em suspensão (as mais densas e pesadas como o quartzo) sofre deposição,
Tabela V-10. Mineralogia dos sedimentos
em suspensão na plataforma norte (%).
Figura V-29. Mapa da distribuição percentual do
quartzo e de filossilicatos nos sedimentos em
suspensão presentes nos rios e plataforma norte.
est. (prof.)
Qz
kflds
plag.
calc.
halite
filoss.
34(5m)
34(28m)
0
32
0
16
0
8
0
12
0
0
100
32
35((5m)
0
0
0
0
0
100
35(57m)
36(5m)
22
0
15
0
7
0
11
0
22
0
22
100
36(85m)
48
5
2
4
16
25
45(5m)
47(5m)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
100
100
58(5m)
0
0
0
0
0
100
59(5m)
70(5m)
56
0
0
0
4
0
8
0
0
0
32
100
72(5m)
55
6
4
10
0
25
100
100
100
0
0
0
e Sediminho/93 %
qz e filoss. em suspensão (5m)
100
filoss.
qz
34
100
100
0
0
42
56
100
0
33
32
73(5m)
75(5m)
56
0
3
0
3
0
10
0
0
0
28
100
86(5m)
0
0
0
0
0
100
87(5m)
89(5m)
0
66
0
0.1
0
0.1
0
0
0
0
0
34
91(5m)
0
0
0
0
0
100
53
56
100
100
25
28
0
0
55
56
25
50
41º30'N
100 100 20
0
0
0
10km
74
100
34
0
66
27
Douro
54
9º00' W
passando a formar a CNF, restando à superfície apenas as menos densas (filossilicatos) que
são transportadas para longe da costa. O rio Minho é uma excepção, visto que perto da sua
desembocadura as suspensões são exclusivamente constituídas por filossilicatos.
Os
filtros de fundo apresentam percentagem de quartzo, entre 22% e 48% tendo como
minerais acessórios os filossilicatos, os feldspatos a calcite e a halite. A halite só ocorre em
200
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
duas amostras de fundo e poderá estar relacionada com a precipitação de cristais de sal no
filtro. Torna-se por vezes difícil lavar os filtros que apresentam grande quantidade de
material em suspensão (18 mg/l), tendo sido nesses que a análise à lupa permitiu identificar
cristais de halite.
Em relação aos minerais das argilas (fig.V-30), a ilite (I) é francamente o mineral dominante
em suspensão nas águas da plataforma (Tabela V-11), com valor médio de 76% (min.67%,
max.83%). A caulinite (K) apresenta concentração média de 19% (max.25%, min.3%), com os
valores mais baixos na plataforma junto ao rio Minho (fig. V-30A).
A clorite (Chl), pelo
contrário, apresenta valores mais altos nessa zona (média 4%; max.16%, min.0%). A esmectite
(Sm) é vestigial (valores de 0,1%), com excepção da região entre o Minho e o Lima, onde exibe
valores da ordem dos 5-3%. A figura V-39 mostra um difractograma representativo das
amostras de MES da plataforma (fracção inferior a 2µm).
Tabela V-11. Mineralogia das argilas
nos sedimentos em suspensão (100%
amostra de argila).
est. (prof.)
I
K
Sm
Chl
34(5m)
34(28m)
35((5m)
35(57m)
36(5m)
36(85m)
45(5m)
47(5m)
58(5m)
59(5m)
70(5m)
72(5m)
73(5m)
75(5m)
86(5m)
87(5m)
89(5m)
91(5m)
83
73
75
80
75
80
67
83
77
71
77
74
76
75
75
75
75
75
17
21
25
15
25
16
12
3
13
20
18
20
19
25
25
25
17
25
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0
5
1
3
3
0.1
0
0.1
0.1
0.1
0.1
2
0.1
0.1
6
0
5
0
4
16
13
7
6
5
6
5
0
0
0
6
0
Figura V-30. Difractograma natural representativo dos
minerais das argilas (<2µm), colhidos na CNS e CNF
(est.34).
201
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
e Sediminho/93
%ilite e caulinite em suspensão (5m)
83
caulinite
A)
75
67 19
12
83
ilite
e Sediminho/93
%clorite e esmectite em suspensão (5m)
5
7
13
16 1
clorite
1
5
esmectite
3
25
B)
77
13
71
20
75
77
25
18
3
7
3
L ima
78
6
3
15
0
5
0
0
74
76
20
19
6
1
5
6
0
43
0
0
57
41º30'N
41º30'N
75
75
83
25
25
17
75
25
75
25
0
0
75 79
19
25
0
0
0
10km
0
0
75
0
0
17
78
0
0
0
0
2
0
0
6
2
6
1
Douro
15
10 0m
9º00' W
10km
Douro
9º00' W
Figura V-31. Mapa da distribuição das percentagens dos minerais argilosos (matriz de 100%) dos
sedimentos em suspensão dos rios e da plataforma continental. A) % ilite e caulinite; B) % clorite e
esmectite.
Destaca-se a presença de uma massa de água homogénea no que respeita à mineralogia das
argilas, devido à grande mistura provocada pela onda, pelas correntes induzidas pelo vento e
pela maré e, em menor grau, devido à circulação provocada por diferença de densidades entre
as águas estuarinas e as oceânicas. Contudo as concentrações de caulinite baixam
significativamente na proximidade do rio Minho, registando-se um aumento da percentagem
de clorite e esmectite. Uma possível explicação é o relaxamento das condições oceanográficas
prevalecentes (ventos fortes de S-SW e ondulação de W), que possibilitaram que as águas do
rio Minho se expandissem na plataforma, permitindo que a "assinatura" particular deste rio
tenha ficado registado nas águas superficiais.
Embora o número de amostras colhidas na proximidade do fundo seja reduzido, permitiu
observar a mesma mineralogia que à superfície. Contudo, a ilite apresenta cristalinidade
superior (fig. V-30).
202
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
2.5.2. Identificação das fontes mineralógicas continentais
2.5.2.1.Conteúdo mineralógico do material particulado em suspensão dos rios
Nos rios, a análise feita sobre os filtros com a totalidade da amostra em suspensão (fracção
fina <63µm) permitiu ter uma ideia da proporção existente entre os filossilicatos e os outros
minerais detriticos presentes (Tabela V-12). Em todos os rios, o mineral em suspensão
predominante é o quartzo, com valores superiores a 42%, sendo o rio Ave o que apresenta
maior percentagem deste mineral (74%). Os filossilicatos apresentam sempre valores
inferiores a 38%, com valor médio de 28%. Como minerais acessórios identificaram-se o
feldspato potássico, a plagioclase e a calcite. É de realçar que o rio Cávado apresenta valores
superiores de feldspato potássico (19%) em suspensão, enquanto que o Douro e Lima têm
maiores percentagens de plagioclase (17, 16% respectivamente). A figura V-32 mostra um
difractograma representativo das amostras de MES, colhidas nos rios
(fracção inferior a
63µm).
Tabela V-12. Minerais detríticos em suspensão dos rios (fracção <63µm).
Est.
filtros
Qz
kfds
M1(prof)
M1(sup)
D5(sup)
D5(prof)
L51(prof)
L51(sup)
A4(sup)
C5(sup)
44
42
54
43
32
53
74
50
4
8
8
9
10
6
0
19
plag. calc.
6
8
7
17
16
8
6
6
8
8
0
6
14
0
0
0
gesso/
filoss.
anidrite
0
0
4
4
0
0
0
0
38
34
27
21
28
33
20
25
Os minerais das argilas (<2µm) presentes em suspensão, tal com nos sedimentos de fundo, são
a ilite, caulinite, clorite e esmectite (Tabela V-13). Para uma matriz de 100%, a ilite apresenta
uma abundância média de 73% (fig. V-33), valor que é superior à média encontrada para
os sedimentos do fundo (Cap. VI).
203
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Figura V-32. Difractograma representativo do material <63µm depositado sobre os filtros colhidos nos
rios (amostra L51 fundo, rio Lima). A nomenclatura usada representa: Chl= clorite; I+M=ilite+mica;
Q=quartzo; Ca=calcite;
K=caulinite; Fk=feldspato potássico; Plag.=plagioclase;
An=anidrite;
Filo.=filossilicatos.
No rio Cávado (estação C5), a ilite deixa de ser o mineral predominante, passando-se de
valores superiores a 70%, encontrados nos outros rios, para uma concentração de 43%. Neste
rio, o mineral predominante é a caulinite (57%), reforçando o interesse deste mineral como
traçador, visto que a percentagem média para a totalidade dos rios é de 16,5%. Os valores de
concentração de caulinite em suspensão são normalmente inferiores aos dos sedimentos de
fundo (32%). A clorite, com valor médio de 5%, tem concentrações muito semelhantes aos
sedimentos de fundo.
204
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Minerais detríticos em suspensão nos rios
minhotos (<63micra) e minerais das
argilas (<2 micra)
MINHO (s,f)
38
34
phill
N
gy
8
8
6
8
4
8
calc
plg
kflds
smchl
0%7%
M1(fundo.)
kt
19%
kt
19%
sm chl
1%5%
M1(sup.)
44
42
qz
0
20
40
60
80
100
ill
74%
ill
75%
%
LIMA(s,f)
1
2833
phill
5
gy
calc
14
plg
8 16
6 10
kflds
32
qz
0
20
sm chl
6%
kt 1%
15%
53
40
60
80
sm chl
6%
kt 1%
15%
L51(fundo)
L51(sup.)
100
%
ill
78%
CAVADO (sup)
phill
ill
78%
25
gy
5
sm chl
0% 0%
calc
C5(sup.)
6
plg
kflds
19
qz
ill
43%
50
0
20
40
60
80
kt
57%
100
%
AVE(sup.)
phill
sm chl
kt 0% 2%
19%
20
A4(fsup.)
gy
calc
6
plg
kflds
qz
ill
79%
74
0
20
40
60
80
100
sm chl
6%
kt 1%
15%
D5(sup.)
%
DOURO (s,f)
21
27
phill
kt
14%
4
4
6
gy
calc
7 17
9
8
plg
kflds
43
qz
0
20
40
D5(fundo)
ill
78%
ill
78%
54
60
sm chl
3% 5%
80
100
%
Figura V-33. Localização e mineralogia das amostras de MPS colhidas nos rios minhotos (Fevereiro de
1993). Nos gráficos de barras estão representadas as % dos minerais detriticos (<63 µm) em suspensão
(a vermelho as % dos minerais referentes às amostras colhidas perto do fundo e a azul as de superfície).
Nos gráficos circulares estão representados as % dos minerais das argilas (cinzento-ilite; azul escurocaulinite; amarelo-esmectite; azul claro-clorite).
205
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Tabela V-13. Mineralogia das argilas do material em suspensão nos rios (100% minerais das argilas);
superfície =sup; fundo=fd.
Est. filtros illite caulin.
M1(fd)
74
19
M1(sup)
75
19
D5(sup)
78
15
D5(fd)
78
14
L51(fd)
78
15
L51(sup)
78
15
A4(sup)
79
19
C5(sup)
43
57
esmect.
0
1
1
3
1
1
0
0
clorite
7
5
6
5
6
6
2
0
2.5.2.2.Conteúdo mineralógico dos sedimentos de fundo dos rios
Da campanha Sediminho I/93 seleccionaram-se 14 amostras de sedimentos de fundo
(aproximadamente 3 amostras por rio) que continham uma percentagens superior da fracção
silto-argilosa (< 63 µm), relativamente ao geral da amostragem, predominantemente arenosa.
A composição mineral das fracções finas dos rios minhotos foi estudada em pormenor por
Araújo et al., (2000). Dos minerais identificados por estes autores destacam-se o quartzo, os
filossilicatos (essencialmente micas), os feldspatos e os carbonatos, que se encontram em
todos os rios, embora com percentagens variáveis. Nos sedimentos dos rios Minho e Ave
predomina o quartzo e, pelo contrário, os conteúdos em feldspato, filossilicatos e carbonatos
são diminutos; no rio Lima predominam os filossilicatos
e as
plagioclases; o rio Cávado
caracteriza-se por sedimentos com baixos valores de filossilicatos e o Douro pela presença de
feldspato acima da média do conjunto.
A análise dos minerais das argilas realizada nos sedimentos de fundo dos rios (estações na
figura VI-8) mostra um cortejo mineralógico monótono formado por ilite, caulinite, clorite e
esmectite. Na figura V-34 encontramos exemplos representativos dos difractogramas obtidos
nos estuários dos rios Douro e Minho.
O mineral das argilas dominante é a ilite, com percentagens sempre superiores a 60 % (média
63%), com excepção de uma estação no rio Cávado, onde se observa valores muito baixos
(24%). A caulinite apresenta valores entre 14% (estuário do rio Lima) e 74% (rio Cávado), com
valor médio de 32%. A clorite apresenta valores variáveis desde vestigial (0,1%) a 10%,
encontrando-se os valores mais elevados nos estuários dos rios Douro, Cávado e Lima. A
esmectite apresenta sempre valores muito baixos, da ordem dos 1%, nos estuários, e
praticamente desaparece para o interior dos rios, com excepção do rio Minho. É de realçar a
predominância de caulinite numa das estações do rio Cávado, tal como foi também verificado
206
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Cu Kα
Figura V-34. Difractogramas representativos dos minerais das argilas obtidos nos sedimentos de fundo
dos rios Douro (D5) e Minho (M6).
na MPS, podendo esta espécie ser utilizada como mineral traçador deste rio para a plataforma
(fig.V-35). A dominância da caulinite poderá ser explicada pela presença de depósitos de
caulinite a cerca de 10 km da desembocadura (Barqueiros) e pelo elevado estado de
assoreamento do rio Cávado. Entre os minerais argilosos a caulinite é o primeiro a sofrer
deposição e normalmente em ambientes com elevado acarreio detrítico (altas taxas de
deposição) (Chamley, 1989).
Araújo et al. (2000), utilizando maior número de amostras de sedimentos provenientes dos
rios minhotos concluíram, que os do rio Minho são dos mais ricos em clorite, com ilites de
cristalinidade elevada; os dos rios Lima e Ave são mais ricos em ilite, com baixos valores de
caulinite; os sedimentos do rio Cávado são, como referenciado neste trabalho, mais ricos em
caulinite; e os do Douro apresentam valores elevados de ilite e de caulinite.
207
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Minerais das argilas dos sedimentos de fundo
dos rios nortenhos (fracção <2micra)
sm
1%
kt
28%
chl
5%
sm
1%
chl
10%
ill
61%
M13
sm
0%
kt
27%
kt
39%
ill
67%
M6
chl
2%
ill
59%
M22
sm
kt
0%
14%
sm chl
0% 2%
chl
8%
sm
1%
kt
21%
L52
kt
27%
ill
64%
ill
62%
L51
ill
70%
C5
ill
82%
L5
kt
34%
chl
9%
sm
2%
chl
4%
sm chl
ill
1% 1%
24%
kt
35%
sm chl
0% 0%
C11
kt
74%
sm chl
1% 1%
kt
33%
ill
65%
C21
sm chl
1% 1%
kt
36%
ill
65%
A3
ill
62%
A4
kt
23%
D1
sm
1%
kt
28%
chl
6%
A12
sm
1%
ill
70%
sm chl
0% 2%
ill
70%
chl
10%
kt
28%
D5
ill
61%
Figura V-35. Localização das amostras dos sedimentos de fundo colhidos nos rios minhotos (campanha
SEDIMINHO I/93). Nos gráficos circulares estão representados as % dos minerais das argilas
(cinzento-ilite; azul escuro-caulinite; amarelo-esmectite; azul claro-clorite) obtidas por DRX.
208
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
2.5.3.Conclusões
A observação da fracção fina (>63µm) permitiu verificar que o material em suspensão nos rios
(superfície e fundo) é maioritariamente formado por quartzo, com valores superiores a 42%,
seguido pelos filossilicatos com percentagem média de 28 %.
Na fracção argilosa, observa-se um cortejo mineralógico monótona formado por ilite, caulinite,
clorite e esmectite, sendo a ilite o mineral dominante. Contudo, no rio Cávado observa-se
percentagens superiores de caulinite. Os sedimentos de fundo apresentam a mesma
mineralogia, com dominância da caulinite no rio Cávado e da clorite no rio Minho.
Na plataforma continental, o conteúdo mineralógico do material em suspensão da fracção fina
varia significativamente entre as amostras da superfície (5m) e as colhidas perto do fundo. As
amostras de superfície são maioritariamente constituídas por filossilicatos, enquanto perto do
fundo o quartzo pode tornar-se o mineral dominante. À superfície, as amostras colhidas na
proximidade dos rios contém também percentagens mais elevadas de quartzo, relacionadas
com o acarreio directo dos rios. O mineral das argilas dominante, tal como nos rios, é a ilite,
com percentagens semelhantes aos 5m e perto do fundo.
A composição mineralógica verificada na fracção fina e argilosa, dos rios e da plataforma é
muito semelhante, permitindo concluir que a componente detrítica da MPS que se encontra na
plataforma é directamente exportada pelos rios, constituindo a principal fonte sedimentar.
Como traçadores mineralógicos nas águas da plataforma continental, foram identificados a
caulinite para o rio Cávado e a clorite para o rio Minho. O rio Douro apresenta altas taxas de
ilite e caulinite que constituem
os dois minerais predominantes da MPS das águas da
plataforma minhota.
209
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
3.Características granulométricas das suspensões
3.1.Introdução
O conhecimento da granulometria das partículas terrígenas em suspensão é um parâmetro
essencial em qualquer estudo de dinâmica sedimentar. A dimensão, a forma e a densidade das
partículas são os principais factores que determinam a velocidade de queda, a qual por sua vez,
constitui um parâmetro básico na distribuição dos sedimentos ao longo da coluna de água. A
distribuição das partículas pelas diferentes classes granulométricas é igualmente importante,
visto que as partículas maiores (ex. areias) são eficientes para o transporte de massa,
enquanto que partículas menores (ex. argilas) são mais importantes biogeoquimicamente (como
transportadores de contaminantes).
Muitas das determinações das características granulométricas das suspensões presentes em
águas da plataforma e do oceano profundo foram realizadas com o Coulter Counter, utilizando
águas colhidas com garrafas hidrográficas (Brun- Cottan 1971; Pak et al. 1980; McCave, 1983,
Eisma, 1993). Embora muito versátil, este aparelho produz informação que é função da
distribuição do volume das partículas, não sendo directamente relacionável com a velocidade
de queda (Swift et al., 1972). Foram também utilizados outros equipamentos, como o
microscópio (óptico e de varrimento) com a contagem directa de partículas, de modo a
produzir espectros numéricos (Harris, 1977; Lambert et al. 1981) e o método tradicional de
pipetagem (Lei de Stokes).
Recentemente, apareceram as análises sedimentológicas automáticas realizadas a partir da
absorção de raios x (Sedigraph) e da difractometria laser (Malvern). O Sedigraph baseia-se
na lei de Stokes para medir a velocidade de queda das partículas, deduzindo o seu diâmetro
em função da densidade do material, fornecendo assim uma informação directa sobre a
"dinâmica" do depósito (Weber et al., 1991). As medidas por difractometria laser também
fornecem uma informação da dimensão das partículas, mas em função da difracção da luz (as
partículas de determinado tamanho difractam a luz segundo um ângulo que aumenta com a
diminuição do tamanho da partícula). Estes dois métodos, baseados em princípios diferentes
fornecem diâmetros e o mesmo tipo de parâmetros de distribuição (média, mediana, classes…).
Contudo, conduzem a diferenças na percentagem das diversas fracções, particularmente em
sedimentos finos com elevada percentagem de argilas, dando resultados similares em
sedimentos areno-siltosos (McCave, 1986; Singer et al., 1988). A forma planar das partículas
de argila induz considerável diferença entre as granulometrias feitas por pipetagem e a laser.
O Malvern utiliza três lentes com comprimento focal de 63, 100 e 300mm. O comprimento da
210
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
focal determina a gama de dimensões que vai ser analisada. Para as lentes de 63, 100 e 300mm
os limites são respectivamente: 1.2µm a 118µm, 1.9µm a 188µm e 5.6µm a 564µm. Este
instrumento, abaixo do limite analítico, não dá boas indicações sobre a quantidade de material
presente. A quantidade indicada entre os 0.5µm (comprimento de onda da luz) e os 2µm é
apenas cerca de 16-20 % do material realmente existente na fracção inferior a 2µm (McCave
et al., 1986). Weber et al. (1991) concluíram que o Malvern é preferencialmente adaptado ao
estudo dos siltes. Embora não ignore as argilas, estas são incluídas na fracção silte fino
(<15µm), sendo difícil avaliar directamente as suas percentagens. Comparando com os outros
método de análise (Sedigraph e pipetagem) uma estimativa da percentagem de argila pode ser
feita pela percentagem da fracção inferior a 6-7µm (Weber et al., 1991). Mais recentemente,
Konert & Vandenberghe (1997) estabeleceram que o tamanho 2µm, definido pelo método da
pipeta corresponde a 8µm definido pelo Laser Particle Sizer.
Estas técnicas dão-nos uma medida da distribuição granulométrica, mas perturbam os frágeis
agregados e flóculos que existem em ambiente marinho (Kranck, 1973,1981; Gibbs, 1981,
1982a). O reconhecimento de que a floculação é um processo que agrega as partículas com
modificação do seu diâmetro e consequente aumento da velocidade de queda, incentivou as
determinações in situ, utilizando tubos ópticos (Zaneveld et al., 1982; Spinrad, et al., 1989).
Estes tubos ópticos permitem ter uma imagem de flocos de grandes dimensões (marine snow),
agregados orgânicos e inorgânicos que se desagregam ao serem recolhidos e analisados. O
sistema digital de vídeo e as imagens fotográficas também nos dão uma visão das formas das
partículas e as suas variações temporais.
No presente estudo, a análise dimensional das partículas em suspensão foi determinada
utilizando a difractometria laser, em amostras previamente desagregadas por ultra-sons, com
a focal de 100µm (Capitulo III). Pretenderam-se analisar as variações granulométricas da
fracção inorgânica (sem agregados) da MPS que é transportada pelos rios para a plataforma
continental a norte de Espinho. Outro objectivo desta análise consistiu na comparação deste
espectro de dimensões com os sedimentos superficiais (primeiro cm) dos depósitos siltoargilosos presentes entre os 70 e 100m de profundidade, gama de profundidades preferencial
para a deposição da MPS estuarina.
Estudos anteriormente realizados nesta área, utilizando o mesmo método, mostraram que as
suspensões são essencialmente silto-argilosas (Oliveira el al., 1994; Oliveira, 1995). A fracção
superior a 63µm (areia) só muito raramente atinge os 20% do total e a fracção dos siltes
211
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
grosseiros a médios (15 a 63µm) apresenta uma contribuição importante (30-50%), enquanto
que o silte fino e a argila (<15µm) atingem valores de 40-80% de Inverno e 30-65% de Verão.
3.2.Analise granulométrica das suspensões de Inverno
No cruzeiro de Novembro de 96, as partículas colhidas na CNS (-5m), são essencialmente
silto-argilosas (fracção <15µm superior a 60%, com diâmetro médio compreendido entre 6 e
35 µm (Apêndice E). Os siltes são mal calibradas (σ >1) e a assimetria tem tendência para ser
positiva (58% dos casos). Apenas 12% das curvas apresentam assimetria negativo e 29% são
curvas simétricas.
Os gráficos de correlação interparâmetros (Fig.V-36) mostram uma tendência para variações
longitudinais e baixa dependência do diâmetro médio. Verifica-se que o diâmetro médio da
MPS aumenta sensivelmente de Este para Oeste (fig.V-37), atingindo um máximo na vertente
continental. O estudo da variação longitudinal da média mostra que os siltes com diâmetro
médio mais reduzido (<10µm) predominam no plataforma interna (30-40m), exibindo curvas de
distribuição mal calibradas e com assimetria muito variável. Estes siltes finos representam
certamente a MPS que estava ser introduzida pelos rios na plataforma interna.
2.0
0.6
92
86
45
1.5
79
77
8789
47 59r
56
73
58r72
75
70
61
47 72
87
89 73
56
75
86
45 91
0.2
52
Plat. média
58r
61
70 59r
0.4
Plat. externa e
vertente continental
50
42
Plat. interna
(30-40m)
1.0
43
41
0.0
-0.2
85
92
77
68 Plat. média
50
41
5243
42
79
Plat. externa e
vertente continental
Plat. interna
(30-40m)
-0.4
-0.6
0
0.6
10
20
Média
41 61 58r
704359r
50
42
47 87
72
73 89
56
75
0.4
0.2
Ass.
85
68
Ass.
Desv. padrão
91
0.0
52
40
0
20
Média
30
40
85
7779
Ass. positiva
68 Aprox. simétricas
45
91 Ass. negativa
Figura V-36. Caracterização textural da MPS
desagregada (5m), para o cruzeiro CORVET 96
(Novembro de 1996).
-0.4
-0.6
1.0
10
92
86
-0.2
30
1.5
Desv. padrão
2.0
Na plataforma média ocorriam sedimentos com diâmetro médio ligeiramente superior (1020µm) e com assimetria positiva. Na plataforma externa e na vertente continental as
dimensões do diâmetro médio eram superiores a 20µm e as curvas de distribuição mostram
uma forte tendência positiva de assimetria. Os dados da observação à lupa e ao microscópio
sugerem uma explicação para as médias serem mais elevadas na plataforma externa e
212
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
vertente. A maioria das partículas que se encontravam em suspensão na plataforma externa e
vertente eram de origem orgânica, sendo talvez os restos biogénicos de maiores dimensões
que influenciaram os valores de média encontrados. Esta tendência foi observada
anteriormente na plataforma continental frente aos rios Gironda (Weber et al., 1991) e Tejo
(Jouanneau et al., 1998), resultando igualmente da incorporação crescente da componente
biogénica, de maiores dimensões, na composição da MPS.
Cruzeiro CORVET(Novembro 96)
Diametro Médio
MPS -5m
26.2
6.9
7.1
6.2
35.3
6.7
L ima
6.0
13.9
5.8
8.9
23.617.8
30.0
9.2
8.6
20.0
9.1
41º30'N
0
10.0
10km
5.0
1 9 . 8 5.8 6.2
7.2
1 8 .9.3
9
Figura V-37.Mapa de distribuição do
diâmetro médio aos 5m para o cruzeiro
CORVET 96 (Novembro 96).
Douro
100m
9º00' W
9º00'W
Granulometria CORVET 96
%
100
Areia
Argila
Silte
10.0
Freq.
relativa
89
45
80
8.0
Amostras Plat. interna
92
50
60
Amostras
Plat. média a externa
6.0
40
4.0
20
2.0
0
1000
100
10
1
diâm. (µm)
0.1
Figura V-38. Curvas de frequência relativa e acumulada para amostras colhidas na plataforma interna ( a
azul) e média (a preto), aos 5m.
213
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
A figura V-38, ilustra exemplos representativos da distribuição granulométrica de amostras
colhidas na plataforma interna e média (5m).
No cruzeiro CLIMA97 a percentagem de silte fino e argila (fracção <15µm) é superior a 68 %
tanto na CNS como na CNF, sendo a percentagem de silte médio a grosseiro ligeiramente
superior na CNF (28%) do que na CNS (22%). A fracção superior a 63µm (areia), apresenta
valor médio muito baixo cerca de 8% e 3% respectivamente na CNS e CNF.
As suspensões obtidas à superfície (5m) durante o cruzeiro de Dezembro de 1997 são, tal
como no cruzeiro anterior, compostas por partículas das dimensões do silte e da argila
(fracção <15µm superior a 68%), com diâmetro médio que varia de 5 a 25µm (Apêndice E). No
geral, são mal calibradas (σ>1), mas com tendência para os sedimentos em suspensão nas
massas de água tipicamente oceânicas apresentarem desvio padrão superior a 2,0. O índice de
simetria revela predomínio de assimetria negativa (53%), com cerca de 39% de curvas com
assimetria positivas e só 8% aproximadamente simétricas. Os gráficos interparâmetros (fig.V39A) mostram que estes podem estar directamente relacionados com as massas de água
2.5
2.5
21475
23 15
583051
2.0
43 28
115
126
104
93
122 80
91
106
78
89
111
1 113
25
87
53
82
109
54
26
128
108
1.5
49
76
74
45
56
60
Desv. padrão
Desv. padrão
Águas oceânicas
Plat.externa
vertente conttinental
2.0
54
47
3 58 113
126
30
56
89 49
18
111 8780
191108
28a
5 5182
107
23
109
21
26 53
25
1.5
Águas estuarinas
1.0
1.0
0
10
20
30
0
10
Média
53 Águas estuarinas
128113
45
26
108
10954
82
111 87
56
25
0.4
Ass.
0.2
60
-0.4
-0.6
30
18
113
89
87
0.0
3
126
-0.2
49
47
58
54
6
5
-0.4
-0.6
0
10
20
30
0
Média
10
Média
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
Ass. positiva
0.0
Aprox. simétricas
-0.2
As s.
Ass.
20
30
80
0.2
Plat. externa e
vertentecontinental
91
89
-0.2
10
09
7
2
8
a
1
53
23
82
19 108
51
1111
5
0.4
74
76
49
30
1
51
28 80
106
126
104
7815
115
47
93 58
Águas oceânicas
43
122
21 5
23
0.0
30
26
25 21
0.6
Ass.
0.6
20
Média
0.2
Ass. positiva
0.0
Aprox. simétricas
-0.2
Ass. negativa
-0.4
-0.4
-0.6
-0.6
1.0
1.5
2.0
2.5
Ass. negativa
1.0
1.5
Desv. padrão
2.0
2.5
Desv. padrão
A
B
Figura V-39. Caracterização textural da MPS desagregada, para o cruzeiro CLIMA 97 (Dezembro 1997);
A) -5m; B) fundo.
214
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
presentes.
Parece haver alguma dependência do diâmetro médio, principalmente para algumas estações da
plataforma externa e vertente. Os mapas de distribuição do desvio padrão (σ) e da assimetria
mostram que os sedimentos das águas oceânicas são muito pobremente calibrados (σ>2) e com
tendência para terem curvas assimétricas negativas (enriquecidas em grosseiros, α<0). Pelo
contrário, os sedimentos em suspensão das águas estuarinas são pobremente calibrados (σ<1,5)
e com tendência para mostrarem curvas com assimetria positiva (enriquecimento em finos,
α>0).
Em termos gerais, verifica-se, que as suspensões são pobremente calibradas, ou seja, o MPS
não pertence maioritariamente a uma classe dimensional. As águas estuarinas são enriquecidas
em partículas finas (α>0), o que poderá traduzir a introdução de materiais deste tipo,
provenientes dos rios e as águas oceânicas são predominantemente assimétricas negativas, que
poderá ser explicado pela introdução de restos biogénicos de maiores dimensões. Em relação
ao cruzeiro anterior, em que predominavam as curvas com assimetria positiva, neste
predominam as amostras com curvas assimétricas negativas. Esta observação pode ser
explicada pela maior importância da massa de água oceânica, rica em elementos biogénicos
grosseiros, que no início do cruzeiro entrava superficialmente na plataforma continental, pelo
efeito de ventos de S-SW, (ver distribuição da temperatura e salinidade do Cap. IV).
As amostras de fundo (colhidas a cerca de 5m do fundo) apresentam diâmetro médio mais
baixo (inferior a 15 µm), sendo mal calibradas e com assimetria variável (fig. V-39B). Contudo,
o índice de simetria aponta para um predomínio das curvas com assimetria positiva (68% dos
casos), com cerca de 21% de assimetria negativa e 11% de curvas simétricas. A distribuição da
média não mostra grandes variações, excepto para as amostras colhidas na plataforma
externa e vertente na área envolvente ao canhão submarino do Porto, que apresentam
diâmetro médio superior a 15-20µm.
O desvio padrão apresenta também pouca variação,
encontrando-se as amostras com σ>1,5 na plataforma externa a norte do canhão do Porto. O
mapa de distribuição da assimetria (fig.V-40) é o mais interessante, na medida que parece
definir, com valores de assimetria positiva, CNF associadas com as desembocaduras dos rios
Douro e Lima. Os locais com assimetria negativa correspondem provavelmente a zonas onde
não ocorria ressuspensão de sedimentos finos do fundo, predominando ai partículas biogénicas
mais grosseiros, provenientes das águas superficiais.
215
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Assimetria
MPS -5m
-0.3
Assimetria
Fundo
0.5
-0.2
-0.6
-0.4
0.6
0.4
0.2
0.2
0.3
0.3
0.4
0.4
-0.3
-0.3
-0.5
-0.1
0.4
Lima
0.4
0.2
0.0
-0.1
0.0
0.3
0.3 Li ma
-0.1
-0.2
0.2
41º30'N
-0.4
0.0
-0.3
0.6
0
0.3
-0.5 0.2
0.4
0.3
41º30'N
-0.4
0.4
-0.3-0.4
-0.6
-0.4
10km
0.4
-0.5
-0.4
-0.1
-0.2
-0.6
-0.3
-0.6
0.6
-0.2
0.4
-0.1
0.3
0.4
0.4
0.2
0.3
Douro
200m
200m
-0.4
-0.2
0.3
0.6
0.4
0
0.6
10km
0.6
0.4
Douro
100m
100m
-0.6
9º00' W
-0.2
0.2
9º00' W-0.2
0.3
Figura V-40. Mapa de distribuição da assimetria, aos -5m e fundo, para o cruzeiro CLIMA 97 (Dezembro
97).
3.2.1.Conclusões:
Durante o Inverno, à superfície (5m) os sedimentos em suspensão (SS) mostram
características granulométricas diferentes ligadas com o tipo de massa de água:
•
os SS associados a massas de água estuarinas apresentam diâmetro médio <10µm e
assimetria positiva, o que traduz enriquecimento em partículas finas;
•
os sedimentos associados a massas de água oceânicas exibem diâmetros médios superiores
aos anteriores (>15 µm), má calibração (>2) e assimetria negativa em relação com o
enriquecimento em partículas grosseiras (restos biogénicos);
As amostras de fundo (colhidas a cerca de 5m do fundo), apresentam diâmetro médio inferior
a 15 µm, sendo mal calibradas e com assimetria variável. Assim, os sedimentos que se
encontram em suspensão na plataforma continental e que são expulsos pelos rios minhotos,
principalmente pelo rio Douro, são muito finos (<15µm) e, portanto, do tipo coesivo.
216
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
3.2.2.Estudo da moda siltosa
As distribuições podem ser representadas por vários tipos de parâmetros. Para o seu estudo,
os mais úteis são aqueles que permitem examinar as modas e as populações presentes na
distribuição granulométrica.
A forma básica das distribuições obtidas pelo MALVERN foi geralmente polimodal (fig. V-34).
No cruzeiro CORVET96 e CLIMA 97, realizados em período de Inverno, a maioria das amostra
apresenta mais de uma moda (>70%), sendo cerca de 45% bimodais, 20% trimodais e 25 %
unimodais. Apenas cerca de 15 % são de polimodalidade superior. Em ambos os cruzeiros a
bimodalidade é a mais comum, tanto na CNS como na CNF (Fig. V-41).
60
% de amostras
50
Corvet (5m)
Clima (5m)
40
Clima (fundo)
30
20
10
0
1
2
3
nº de modas
> 4
Figura V-41. Histograma representativo da abundância percentual do número de modas presentes nas
suspensões dos cruzeiros CORVET96 e CLIMA97.
No mapa da figura V-42 representou-se a distribuição do carácter modal das amostras (n.º de
modas da amostra). À superfície, de Inverno, o padrão de distribuição é complexo e
aparentemente aleatório, como foi já referido anteriormente por Oliveira (1994). Contudo, no
cruzeiro CORVET 96, as suspensões próximas dos rios apresentam tendência para a uni e
bimodalidade, enquanto que a amostras da plataforma média a externa apresentam
polimodalidade bem marcada. Esta polimodalidade poderá ser explicada pela introdução de
organismos planctónicos em número superior. No cruzeiro CLIMA 97, esta tendência não é
tão evidente, excepto na proximidade dos rios Minho e Lima, onde as amostras uni e bimodais
prevalecem. A sul destes rios, observa-se na plataforma média uma faixa contínua de
amostras bimodais que separam amostras de modalidade superior, presentes tanto na
plataforma interna como na plataforma externa.
217
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Corvet 96 (5m)
CLIMA 97 (5m)
CLIMA 97 (fundo)
unimodal
bimodal
trimodal
tetramodais ou de
modalidade superior
Lima
P4
P5
41º 30' N
0
41º30'N
41º30'N
10 km
0
200 m
10 0m
10 0m
Douro
0
10km
Douro
10km
Douro
9º00' W
9º 00' W
9º00' W
9º00' W
Figura V-42. Distribuição de caracter modal (n.º de amostras) das suspensões colhidas durante os
cruzeiros CORVET 96 (Novembro 1996) e CLIMA 97 (Dezembro 1997).
Essa faixa com amostras bimodais que se prolonga na plataforma média para N-NW poderá
representar a frente térmica e salina, identificada pela hidrologia e que separava a massa de
água oceânica da massa de água estuarina (ver fig. IV-26 e IV-28). As suspensões polimodais
identificadas na plataforma interna correspondem geralmente a modas finas compreendidas
entre 5-10µm, enquanto que as identificadas na plataforma externa
são mais grosseiras
(>20µm). Estas suspensões, embora ambas polimodais, representam materiais com origem
diferentes, sendo as primeiras maioritariamente terrígenas e directamente ligadas com o
material exportado pelos rios e as segundas correspondem, possivelmente, a organismos
pertencentes ao fito e zooplâncton, como foi constatado pela observação directa dos filtros à
lupa e ao microscópio. Perto do fundo, as amostras bimodais prevalecem, representando
materiais essencialmente terrígenos.
A
fig. V-43,
observam-se algumas curvas granulométricas representativas das amostras
colhidas durante o cruzeiro CLIMA97, na plataforma interna e média (5m e perto do fundo).
As curvas encontram-se truncadas na cauda fina dos siltes (argilas), porque não se realizou a
granulometria dessa fracção (1.93-0.5µm), a qual corresponde a 1-13%, do total da amostra.
218
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
Granulometria CLIMA97
Areia
%
Argila
Silte
10.0
100
Est.25(20m)
8.0
80
Plat. Interna
est.25(5m)
6.0
60
4.0
40
2.0
20
___ 5m
fd
0.0
0
1000
100
10
1
diam. (µm)
0.1
Granulometria CLIMA97
%
100
Areia
Argila
Silte
10.0
Est.30(96m)
80
Est.30(5m)
8.0
Plat. Média (96m)
60
6.0
40
4.0
20
2.0
0
1000
100
10
1
diam. (µm)
Figura V-43. Curvas
granulométricas
representativas das
amostras colhidas durante
o cruzeiro CLIMA97, na
plataforma interna e média
(5m e perto do fundo).
0.1
No cruzeiro CORVET 96, a moda principal das amostras colhidas na CNS (5m) variou entre
4.7 µm e 58 µm. No cruzeiro CLIMA 97, aos 5m encontravam-se compreendidas entre 4.7 e
37.0 µm (predomínio da moda 4.7µm) e perto do fundo entre 5.4µm e 23.8µm.
Distribuindo a moda principal por classes (fig.V-44), observa-se para o cruzeiro CLIMA 97 que
aos 5m, esta moda centra-se na classe fina dos ]8-4µm], com percentagem superiores a 50%,
mas perto do fundo (CLIMA 97) esta classe fina perde importância. Contudo, não deixa de ser
dominante, embora se observe uma maior importância das classes ]15-8 µm] e ]30-15µm].
No cruzeiro CORVET 96, as modas são semelhantes embora as modas grosseira, sejam mais
importantes que no cruzeiro CLIMA97 (Fig.V-44). Em ambos os cruzeiros se constata
predomínio da moda fina centrada nos 4.7-5.4µm, que corresponde a material terrígeno e
pequenos cocólitos isolados, como foi constatado pela observação das suspensões ao MEV.
219
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
As amostras colhidas durante o cruzeiro CLIMA 97 apresentam uma moda principal fina, com
um pico por volta dos 5 µm (4.7-5.4µm) e duas modas secundárias mais grosseiras por volta
dos 10µm (9.8-11.4µm) e 18µm (17.7-20.5µm). Estas três modas ocorreram tanto aos 5m, como
perto do fundo (fig. V-20), podendo ocorrer modas superiores a 18µm nas amostras
superficiais mais afastadas da costa (composta maioritariamente restos biogénicos).
100.0
100.0
75.0
75.0
50.0
%
%
CORVET 96
Novembro 96
-5m
50.0
CLIMA 97
Dezembro 97
-5m
micra
]8-4]
]15-8]
]30-15]
]125-63]
]8-4]
]15-8]
0.0
]30-15]
0.0
]63-30]
25.0
]125-63]
25.0
]63-30]
fundo
micra
Figura V-44. Distribuição da moda principal do material em suspensão (-5m e fundo), por classes para os
cruzeiros CORVET 96 e CLIMA 97.
Neste estudo assumiu-se que a percentagem de argila é representada pela fracção inferior a
8µm devido ao facto de as argilas, nas granulometria realizadas no MALVERN, estarem
incluídas na fracção silte fina (<15µm), sendo difícil avaliar directamente os seus teores.
Recentemente, McCave et al., (1995) argumentaram que o sedimento abaixo de 10µm (em
diâmetro esférico equivalente) deve ser desprezado. Esta fracção comporta-se geralmente de
forma coesiva, depositando-se como agregado, não podendo o seu tamanho desagregado
(quando é medido) ser relacionado com o ambiente de deposição. Estes autores definiram a
média do "sortable silt" (o diâmetro médio da fracção terrígena entre 10-63µm) como aquela
fracção do sedimento cujo tamanho varia em resposta aos processos hidrodinâmicos e a partir
do qual se podem inferir variações de velocidade na corrente.
Estes dados mostram que em suspensão predominam as partículas das dimensões das argilas e
do silte fino, permitindo considerar a hipótese de que durante os processos de dispersão e
deposição do sedimento e para as mesmas condições hidrodinâmicas a argila e o silte fino
mantém-se em suspensão, enquanto que o silte grosseiro sofre deposição. As velocidades da
corrente da maré (>10 cm/s) e de baixa frequência (períodos acima de cerca de 2 dias) acima
de 25 cm/s, observadas por Vitorino et al (2001) na plataforma média apoiam esta hipótese.
Segundo McCave et al., (1995), velocidades de corrente da ordem dos 10-18 cm/s não
permitem a deposição do silte fino e da argila nos depósitos sedimentares, depositando-se
220
Capitulo V
_______________________________________________________________________________________
apenas o silte grosseiro
e a areia fina, que correspondem às partículas dominantes nos
depósitos silto-argilosos da plataforma NW (ver Capítulo VI).
3.2.3.Conclusões:
No geral, as camadas nefelóide de superfície e fundo são formadas por partículas com as
mesmas dimensões, maioritariamente silte fino e argilas. Contudo, observa-se que a moda
grosseira é mais importante na CNF, com valores de percentagem superiores. Comparando o
nível superficial dos dois cruzeiros, a moda grosseira é, também, mais importante nas
amostras do cruzeiro CORVET96.
221
Capitulo VI
Interface água/sedimento
_______________________________________________________________________________
CAPITULO VI
Como foi referido anteriormente, um dos objectivos do presente trabalho é a comparação das
características composicionais e granulométricas da MPS com as dos sedimentos finos que se
encontram depositados na plataforma a norte de 41ºN entre as profundidade de 40 e 160m.
Para isso utilizou-se o primeiro centímetro superficial das amostras de sedimento colhido
durante os cruzeiros CORVET 96 e GAMINEX 98. Observações de campo recentes, bem como
a modelação do transporte sedimentar em plataformas continentais a profundidades
superiores a cerca de 40m, indicam que apenas os primeiros milímetros superficiais dos
sedimentos sofrem ressuspensão durante uma tempestade (Drake & Cacchione, 1989; Lyne et
al., 1990; Wiberg et al., 1994).
1. Carbono orgânico particulado
O conhecimento do teor de carbono orgânico particulado (COP) dos sedimentos da plataforma
continental portuguesa é escasso, reduzindo-se essencialmente à plataforma adjacente ao rios
Tejo e Sado. Nesta região, o conteúdo de COP varia de 0,3 a 5,1%, com um valor médio de 1%
(Jouanneau et al., 1998).
Na plataforma portuguesa a norte de Espinho e na Galiza, os sedimentos foram recentemente
estudados no âmbito do projecto OMEX, encontrando-se valores de COP que variam entre 0,1
e 1,8%, com valor médio de 0.7% (1cm). Os valores de COP encontrados na plataforma entre o
Douro e o Minho são muito semelhantes aos que ocorrem na plataforma galega (fig.VI-1A),
existindo uma nítida dependência entre o padrão de distribuição do COP e a granulometria
média do sedimento, com claro decréscimo do conteúdo de COP com o aumento do tamanho
médio do grão (fig. VI-1B).
Através da relação COP vs profundidade (fig.VI-1C), observa-se que não existe decréscimo do
COP com a profundidade, uma vez que se observam valores semelhantes aos 30m e aos 225300m de profundidade. Contudo, existe um aumento importante do conteúdo de COP entre os
75m e os 125m que deverá estar, maioritariamente, relacionado com os sedimentos finos da
plataforma.
Considerando o valor médio de 0.7%, observa-se uma redução muito significativa entre os
valores observados na CNS ( valor médio de 24% no Verão e 14% de Inverno) e CNF (12% na
222
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
Primavera e 9% de Inverno) e o valor de COP nos sedimentos. No sedimento de fundo fica
preservado cerca de 0.17% do COP que se encontra na CNS sse considerar o valor médio de
24%.
A)
43.0
COP interface água/ sedimento
(%)
0.3
0.3
2.0
s
uro
eM
d
a
Ri
0.4
0.5
0.3
42.6
0.3
a
Ri
de
a
os
Ar
dra
teve
Pon
0.9
0.2
42.4
0.1
Ri a
1.0
0.4
0.4
0.9
de
1.0
0.5
o
e Vig
Ria d
1.2
42.2
Plat.Douro-Minho
Plat.Galiza
1.5
COP(%)
42.8
B)
0.9
0.0
1.50
0.3
0.6
1.4 0.5
0.51.5
1.8
0.30.5 0.80.7
0.5
0.9
1.10.3 0.4
41.8
o
nh
Mi
1.00
0.50
1.5
0.5 0.4
1.0
0.4 0.4
0.5
0.8
0.4
41.4
0.25
1.4
1.3
1000
Plat.Douro-Minho
Plat.Galiza
1.0
0.2
10 0m
-9.00
0.5
0.4
0.0
Douro
30m
0m
-9.20
100
0.00
Ave
0.4 0.4
41.0
MÉDIA µ
( m)
0.4 0.4
0.5
20
10
0
0m
1.1
0.9
Cávado
0.4
0.9
1.3
0.80.4
0.4
0.4
1.5
-9.40
10
2.0
Lima
41.6
41.2
1
0.5 1.4
COP(%)
42.0
-8.80
50
-8.60
100
150
PROF.(m)
200
250
300
C)
Figura VI-1. - A) Mapa de distribuição do conteúdo em COP da interface água/sedimento; os traços
diagonais representam os afloramentos rochosos; B) gráfico que relaciona % COP com o tamanho médio
do grão e C) gráfico relação % COP com a profundidade.
2.Granulometria
Os dados de granulometria do sedimento desagregado foram obtidos com o Malvern,
utilizando as lentes com focal de 300 (487-1,5 µm) e 100 (188-0,5µm).
A análise granulométrica foi feita integrando as amostras dos cruzeiros CORVET96 e
GAMINEX (fig.VI-2).
As 66 amostras de sedimentos analisadas correspondem essencialmente a siltes, siltes
arenosos e areias siltosas, com cerca de 22 amostras com diâmetro médio superior a 63µm. O
diâmetro médio encontra-se compreendido entre 19,2 e 203µm. São essencialmente amostras
siltosas mal e muito mal calibradas (1.08<σ<2.28), que mostram predomínio de curvas com
223
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
assimetria muito positiva (86% das amostras). Apenas 5% são aproximadamente simétricas e
8% têm assimetria muito negativa.
6
4
a
Ri
1
M
ur
os
A ro
R ia
7
sa
9
42º
30'N
15
12
18
17
10
20
21
26
R ia
23
V ig
ra
ed
o
Depósito
Galiza
28
a
Ri
v
n te
Po
32
42ºN
Ri
40 33 36
34 36
34
nh
o
33
42
a
L im
o
i
R
27
29
25 24
23 22 21
47
Corvet
Gaminex
11
Afloramentos
rochosos
12
4
53
55
3
Rio Ave
15
13/14
7
6
56
8
9
54
Rio Cá va do
46
44
18 50
42
19
17
Depósito
Douro
LEGENDA:
Sedimentos finos
(siltes e argilas)
>90%
50-90%
41º
25-50%
5-25%
30'N
<5%
o
Mi
1
44
R io
Do u
ro
2
41ºN
9º30'W
9ºW
8º30'W
Figura VI-2. Localização das amostras de sedimentos de fundo colhidos durante o cruzeiro CORVET 96
(bolas a negro) e GAMINEX (estrelas a negro), sobrepostos ao mapa da distribuição percentual dos
sedimentos finos, segundo Dias et al ., (2000).
Em relação às amostras colhidas nos depósitos silto-argilosos (delimitados a azul na figura VI2), as do depósito do Douro são na sua maioria siltes arenosos com baixo conteúdo em argila
(<12%), sendo as do depósito do Minho-Galiza comparativamente mais grosseiras (> % de areias
finas) como se pode observar na distribuição das fracções granulométricas transferidas para
um diagrama ternário (Fig. V-3).
224
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
>63um
0
0
10
25
75
50
50
Mi nho
Douro
0
10
0
75
25
<15um
63-15um
0
25
50
75
100
Figura V-3. Diagrama ternário com as distribuições das fracções granulométricas para as amostras de
fundo colhidas nos cruzeiros CORVET96 e GAMINEX. Delimitação de algumas amostras pertencentes
aos depósitos silto- argilosos do Douro e Minho-Galiza.
2.1.Caracterização textural
Na análise dos gráficos interparâmetros (fig.VI-4), verifica-se que as amostras têm no geral
diâmetro médio inferior a 63µm, excepto as amostras colhidas na plataforma externa e no
bordo da plataforma. A assimetria e o desvio padrão revelam alguma dependência com o
diâmetro médio, embora não muito significativa.
2.5
3.0
2.5
2.0
1.5
2.0
Ass.
Desv.padrão
Muito pobre/ seleccionadas
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
Pobre/ seleccionadas
-2.5
-3.0
1.0
0
50
3.0
2.5
6
Ass.
2.0
1.5
100
Média (micra)
150
200
0
50
100
Média (micra)
150
200
1
41
1.0
0.5
35
10
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
KR28
KR20
-2.0
-2.5
KR32
KS24
-3.0
1.0
1.5
2.0
2.5
Desv.padrão
225
Figura VI-4. Caracterização textural dos
sedimentos desagregados do 1cm da amostra
total, colhidos na plataforma norte Portuguesa
(círculos) e Galega (quadrados).
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
Estes gráficos parecem indicar que os sedimentos da plataforma portuguesa são mais
homogéneos que os da plataforma galega, que apresenta algumas amostras com curvas muito
pouco calibradas e com assimetria muito negativa (com curvas enriquecidas em grosseiros).
A observação dos mapas de distribuição deste três parâmetros mostra uma variação textural
acentuadamente este-oeste, mas também sul-norte, embora em menor escala (fig. VI-4).
Na plataforma adjacente às rias de Pontevedra e Vigo e a norte do rio Minho, os sedimentos
têm diâmetro médio inferior a 30µm, mas apresentam importante enriquecimento em
grosseiros, o que não se verifica em nenhuma amostra colhida a Sul. Como estas amostras se
encontram na plataforma média, longe da influência dos rios e da erosão do litoral, que pode
introduzir partículas grosseiras, e fora da influência remobilizadora da ondulação, que provoca
a extracção de sedimentos finos, esta assimetria poderá ser explicada pela integração de
partículas biogénicas mais grosseiras (ver fig. VI-1A).
43.0
43.0
43.0
Média (micra)
42.8 69.0
39.8 52.7
52.3
85.3
42.6
M
de
Ria
s
uro
26.6
75.8
157.4
sa
ro
19.2
23.7
1.6
2.1
2.2
1.8
42.6
ra
ve d
o nte
eP
d
Ria
ig o
eV
Ria d
19.7
48.0 25.6
60.9
M
de
Ria
29.4
s
uro
42.8
2.0
1.7
2.0
2.1 1.8
2.0
R ia
1.7
1.8
1.8
2.3
42.2
1.8
0.4
1.2 -0.2
0.8
0.8
42.6
2.1
42.4
Assimetria
sa
ro
eA
ad
i
R
1.9
17.1
50.3
42.2
42.8 1.8
eA
ad
Ri
122.9
42.4
Desvio padrão
de
te
Pon
e
Ri a d
ra
ved
ad
Ri
eM
s
uro
eA
ad
Ri
1.1
0.1
1.2
42.4
1.4
0.5
0.5
-0.4
42.2
dra
teve
Po n
de
Ria
igo
de V
-2.9 R ia
0.0
-1.7
0.1
0.8
Vigo
a
ros
0.8
1.0
125.0
203.1
42.0
45.6 24.8
0.3
2.1
42.0
ho
Min
2.0 1.6
2.00
1.5
42.0
-0.4 -2.0
ho
Min
63.0
M
o
inh
0.1
-0.1
41.8
41.8
1.50
41.8
-0.3
30.0
Lima
Lima
Lima
-1.0
41.6
10.0
41.6
1.00
Cáv ado
41.4
41.4
41.4
-8.60
-9.20
-9.00
-8.80
-8.60
-9.40
-9.20
30m
0m
m
10
0
41.0
200
0m
-9.40
30m
41.0
Douro
100m
-8.80
10 0m
-9.00
41.2
m
10
0
30m
100m
-9.20
Ave
Douro
200
m
0m
41.2
-9.40
Cáv ado
Ave
Douro
200
10
0
41.0
-2.0
Cávado
Ave
41.2
41.6
-9.00
-8.80
-8.60
Figura VI-4. Mapas de distribuição dos parâmetros texturais, média, desvio padrão e assimetria, da
interface água sedimento.
2.1.1.Moda siltosa
O estudo da moda permitiu verificar que as amostras com teores de areia inferiores a 50%,
apresentavam a moda principal no domínio dos siltes (61.5-34.1µm). Contudo, observou-se que
esta moda siltosa grosseira desaparecia nas amostras com percentagem de areia superior,
surgindo uma moda no domínio das areias finas (82.5µm) ou superior. A moda fina dos siltes
centra-se nos 27-10µm.
226
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
Analisando a evolução da moda principal ao longo do depósito silto-argiloso do Douro, num
perfil E-W (Fig. V-6), verifica-se que a moda principal das amostras se torna gradualmente
mais fina, desde os 60m (início do depósito silto-argiloso do Douro) até aos afloramentos
rochosos da plataforma média a externa (150m), passando da areia muito fina (82.5µm) a silte
grosseiro-médio (34.1µm). A maiores profundidades, o sedimento torna-se muito mal calibrado
e heterométrico (est. 7). Esta deficiente calibragem dos sedimentos da plataforma externa e
bordo da plataforma pode dever-se sobretudo a níveis energéticos baixos, insuficientes para
calibrar a areia, sedimentação activa do tipo misto (terrígena e biogénica) e e/ou
proveniências distintas do material sedimentar em deposição (Magalhães, 1993, 1999).
areia
muito
fina
silte
grosseiro
silte médio
silte fino
silte muito
fino e
argila
14
a
-Gal iz
Minho
areia
fina
Rocha
Depósitos
finos
12
10
Am.10
Canhão do Porto
10
00
m
10
9
8
Douro
41º30'
8
7
Am.9
6
Am.8
9º30'
9º00'
41º00'
4
Am.7
2
0
1000
100
10
diam. (µm)
1
Figura VI-6. Evolução da moda principal ao longo de um perfil E-W (est.7 na plataforma média e est.10 na
plataforma externa), que atravessa o depósito silto-argiloso do Douro.
A composição maioritariamente siltosa do depósito do Douro e a diminuição da moda principal
para o bordo sugerem um meio de deposição sob o efeito de fluxos variáveis mas
relativamente fortes. Segundo McCave (1995), a deposição sob o efeito de fluxos fortes (1018 cm/s) origina sedimentos com diminuto teor em argila, ocorrendo aumento da percentagem
e do diâmetro da moda do silte. Assim, no bordo Este observa-se um sedimento com baixo
teor em argila e elevado conteúdo em areia fina e silte grosseiro, passando a um sedimento
mais fino na vizinhança dos afloramentos rochosos da plataforma externa. Estes afloramentos
rochosos proporcionam possivelmente um meio menos energético, confirmado também pelas
taxas de sedimentação superiores encontradas a este dos afloramentos (0,31-0,58 cm/ano, de
acordo com Drago et al., 1999), que permite a deposição de partículas de menores dimensões.
227
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
No depósito do Minho-Galiza, um perfil E-W realizado no seu limite sul permite observar na
plataforma média uma moda principal centrada na areia muito fina que passa para a areia fina
na plataforma externa (Fig. VI-7). A moda do silte grosseiro a médio é muito menos
importantes neste perfil encontrando-se sobretudo sob a isóbata dos 100m (est.37). Contudo,
nunca constitui moda principal (percentagem muito inferiores ao depósito do Douro), o que
indicia um meio de deposição mais energético.
areia
muito
fina
silte
grosseiro
silte muito
fino e
argila
silte médio
silte fino
39
KTB36
18
liz a
40
3736
Ga
hoMin
areia
fina
Rocha
16
Depósitos
finos
14
KTB37
12
41º30'
10
Douro
Canhão do Porto
10
0
0m
KTB40
8
6
KTB39
9º30'
9º00'
41º00'
4
2
0
1000
100
10
diam. (µm)
1
Figura VI-7. Evolução da moda principal ao longo de um perfil E-W (est.36 na plataforma média e est.39
na plataforma externa), que atravessa o depósito silto-argiloso do Minho.
Estas observações encontram-se de acordo com as realizadas anteriormente por Drago et al
(1999) que verificaram que este depósito era mais grosseiro (com maior percentagem de
areia) que o do Douro e com taxas de sedimentação inferiores. Segundo Drago et al., (1999), a
baixa taxa de sedimentação (0,15-0,17 cm/ano) encontrada neste depósito resulta
provavelmente da dispersão do sedimento fino por uma área aberta sem obstáculos,
resultando numa maior homogeneidade na distribuição do sedimento.
228
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
2.2.Relação entre a granulometria da MPS e dos depósitos finos da plataforma
areia
fina
areia
muito
fina
silte
grosseiro
silte médio
silte fino
A
silte muito
fino e
argila
8
%
K23
41º30'N
0
10km
47
K16
49
K43
7
51
53
6
Douro
5
9º00' W
53(5m)
4
51(5m)
3
49(5m)
2
47(5m)
1
0
1000
100
areia
fina
areia
muito
fina
10
silte
grosseiro
silte médio
silte fino
diam. (µm)
1
B
silte muito
fino e
argila
10
KTB16
9
KTB23
8
53(30m)
7
51(55m)
6
5
49(80m)
4
47(161m)
3
KTB43
2
1
0
1000
100
10
diam. (µm)
1
Figura VI-8- Curvas de distribuição granulométricas representativas das amostras colhidas na CNS (A) e
na CNF (B) comparadas com amostras de sedimento da interface (1cm). A localização das estações
encontra-se no mapa ao lado; os triângulos representam as estações de MPS e os círculos as amostras de
sedimento colhidas no cruzeiro CORVET96.
229
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
As amostras da MPS eram formadas essencialmente por partículas das dimensões das argilas
e silte fino (<10µm), correspondendo a mais de 50% do MPS (Fig.VI-8A). Visto que a dimensão
8µm determinada por laser é equivalente a 2µm determinado por pipetagem (Konert &
Vandenberghe, 1997) é provável que muito mais de 50% do material seja de facto inferior a
2µm. Durante o Inverno as curvas de distribuição eram polimodais (bi e trimodais) com uma
moda fina por volta dos 5µm (4.4-5.4µm),
uma moda intermédia por volta dos 10µm (9.8-
11.4µm) e uma moda grosseira aos 18µm (17.7-20.5µm) (Fig. VI-8). Estes três picos observamse tanto à superfície como na proximidade do fundo, embora modas mais grosseiras possam
ocorrer na CNS (amostras colhidas mais ao largo), correspondendo a restos biogénicos de
dimensões superiores.
A granulometria da interface água-sedimento mostrou um sedimento maioritariamente siltoso
(fracção inferior a 63µm >50%), com uma moda fina (27-10 µm) que corresponde grosso modo
à moda grosseira presente na CNF. Observando o perfil realizado com as amostras da CNF
(Fig VI-8B), observa-se um aumento para o largo da importância da população de partículas
pertencentes à fracção do silte grosseiro (seta a preto, ≈34µm) o que corresponde à fracção
que está a ser introduzida na CNF por resuspensão do sedimento da cobertura sedimentar.
As curvas granulométricas apresentam percentagem de argila mais baixa, com aumento da
percentagem de areia fina e silte grosseiro; não foi possível identificar na maioria das curvas
granulométricas realizadas nos sedimento de fundo a moda fina (4,7-5,4µm) que se encontra
em suspensão (são possivelmente partículas que se encontram sempre em suspensão só se
depositando como agregados), excepto em algumas amostras mais finas da plataforma média a
externa (por ex. amostra ktb23). A deposição da argila e silte fino é suprimida quando se
verificam velocidades de correntes compreendidas entre 10-18 cm/s. No cruzeiro CORVET
96, ondas de 6-8m e período 12s induziram velocidades orbitais de 20cm/s a uma
profundidade de 80m (Vitorino & Coelho, 1998), suficiente para impedir a deposição destes
sedimentos e mesmo para ressuspender os sedimentos anteriormente depositados.
Na tabela VI-1, referem-se os teores mínimos, máximos e médios das percentagens das
fracções <10µm e >63µm. Constata-se que a percentagem média da fracção inferior a 10 µm
nos sedimentos de fundo corresponde a menos de 12% do total, sendo substancialmente
inferior à observado nas amostras em suspensão (>50%).
230
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
Tabela VI-1. Teores mínimos, máximos e médios das percentagens das fracções argila e arenosa.
Corvet96 (-5m)
Clima 97 (-5m)
(fundo)
Sedimentos (1cm)
Areias e siltes (<2mm)
Min.
Max.
Média
0
29
8.5
0
32
7.0
0
11
3.0
13.5
48
30
Argilas (<10µm)
Min.
Max.
Média
9
80
51
29
83
62
36
83
58
6.5
21
12
2.2.1.Conclusões
Os sedimentos de fundo apresentam uma moda fina que corresponde grosso modo à moda
grosseira dos sedimentos em suspensão;
O
pico
fino
(5µm)
não
foi
geralmente
identificado
na
interface
água-sedimento
correspondendo a partículas que se encontram sempre em suspensão, pelo menos durante o
Inverno;
A população de partículas pertencente ao silte grosseiro (≈34µm) corresponde à fracção que
está a ser introduzida na CNF por ressuspensão do sedimento do depósito silto-argiloso do
Douro.
231
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
3. Composição mineralógica dos sedimentos finos da plataforma continental
norte
Para este estudo, utilizou-se a difractometria de raios X (DRX) como análise preferencial para
identificar a composição da fracção fina (< 63µm) e da fracção argilosa (< 2µm) da interface
água - sedimento (1cm). Determinou-se o conteúdo mineralógico em 57 amostras colhidas
durante os cruzeiros CORVET/96 e GAMINEX, realizados respectivamente em Novembro de
1996 e em Julho de 1998. Analisaram-se preferencialmente as amostras dos depósitos finos
da plataforma.
Os resultados estão listados na tabela VI-2 e VI-3. Na tabela VI-2 estão representados as
percentagens dos principais minerais da fracção fina dos sedimentos da plataforma Norte
Portuguesa e Galega. A figura VI-9 representa um difractograma característico da fracção
fina.
Figura VI-9. Difractograma representativo da fracção fina dos sedimentos da plataforma galega
(amostra KRGX20,frente á ria de Pontevedra). A nomenclatura usada representa: Chl= clorite;
Dol=dolomite; Filo.=filossilicatos; Si=siderite; Op=opala.
232
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
G a
l
i
z
a
M i
n
h
o
Tabela VI-2. Mineralogia da fracção fina da plataforma minhota e galega (%). Amostras do cruzeiro
GAMINEX, representadas por um x.
Est.
qz
mica
cl.
caul.
feldsp. k
plag.
op.
zeólito
calcite
dolom.
sid.
magne.
pirite
1
2
3
4
6
7
8
9
11
12
13
14
15
17
18
19
21
22
23
24
25
27
29
33
34
36
40
42
44
x33
x34
x36
x42
x44
x46
x47
x50
x53
x54
x55
x56
x1
x4
34
39
41
17
43
36
34
32
20
33
27
35
33
46
32
31
30
30
31
42
45
31
38
34
37,5
36
32
40
50
40
50
51
44
54
55
68
48
55
50
46
42
59
55
19
22
14
7
18
18
16
24
20
18
40
16
8
6
17
15,5
18
10
15
10
9
12
8
19
10
21
10
15
17
22
13
15
19
11
12
3
15
22
3
15
8
8
5
1,5
1,5
1
0
0,5
1
1
1
1
1
1,5
1
0,5
0,5
0,5
0,5
1
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
0,5
1
0,5
0,5
0,5
2.5
4.5
2
2
1.5
1.5
0
2
1.5
0
1.5
1
0.5
0.5
4
5
2,5
1,5
2,5
3,5
3,5
5
5
7
5,5
2,5
1,5
1,5
4
4
4
3
2,5
2,5
2,5
4
3
3,5
2
5
3,5
3,5
4
5
2
3
4
2.5
2.5
1
3
3.5
0
2.5
2
2
1.5
17
10
10
7
7,5
13
11
4
5
9
7
17,5
25
20
6,5
23
11
22
26
10
11
23
5
7
7
5
12
14
8
11
5
8
14
5
6
20
10
4
4.5
10
15
14
16
17
12,5
20
17
17,5
18
14
15
14
11
5,5
14,5
20
10
21
15
25
19
11
23
15
12
11
16
5,5
21
8
16
13
7
13
7
7
21
9
3
11
5
5.5
20
28
5
8
1,5
3
1
1
3,5
4
2,5
4
2
3
8,5
2,5
1,5
1
2,5
4
3
1,5
2,5
2,5
1,5
1,5
1
1
0,5
1,5
1,5
2,5
0,5
1
1.5
5
1
1.5
0.5
0.5
1.5
5
0
1
1
0.5
1.5
0,5
0,5
0,1
0
0,5
1
0,5
0,1
1
1
0,5
1
0,5
0,1
2
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0,1
0,5
0,5
1
1
0,5
1
0,5
2
0.5
0
0
0
0
0.1
0.1
0.1
0.1
0
0.5
0.5
0
1.5
4
5
9
44
3,5
2,5
13
12
26
13
4
3,5
7
8
10
4,5
4,5
12
7,5
7
11
10
19
13
30
6
17
4,5
3
9
10
6
6.5
2
10
3.5
7.5
3
37
2
1
10
11
1,5
1,5
1
3
2,5
1,5
2,5
1
3
1,5
0,5
3,5
1
1,5
2,5
0,5
1
0,5
1,5
1
1,5
2
6,5
3
4,5
1
10
1,5
0,5
1.5
0.5
2
1.5
1
3
0.5
1
0.5
0
1
0.5
1
0
0
0
0
1
0,5
1
1
1
1,5
1
0
1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0
0,5
0,5
1
0,5
1,5
1
0,5
1
1
1
0,5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0
0.5
1
0.1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0,5
2
1
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,1
2,5
0,5
0,5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,5
1,5
0,5
0,5
1
1
1,5
1,5
0
1
1
3
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
1
2,5
0,5
1
0,5
1
1
0,5
0,5
0
0.5
0.5
0.5
0.1
0
0
0.5
0
0
0.1
0
0
0
x6
x7
51
50
12
14
1
1
3
3
5
6
8
7
1
1
1
0.5
16
16
1
1
0.5
0
0.5
0
0
0.5
x9
74
3
0.1
1
4
6
3
0.1
8
0
x10
59
10
1.5
3.5
4
8
0.1
0
10
1.5
0
0.5
0
0
1
4
x12
x15
x17
x18
x20
x21
x23
70
78
85
74
45
43
57
2.5
4
2
4
14
18
15
0
0.1
0
0
2
2
0.5
0.5
1
0
1.5
5
10
2.5
15
4
12
8
6
4
2
3
5
1
6
12
12
7
0
0
0
1
2
3
1
0
0
0
0.5
0
0
0.5
6
7
0
4
10
8
7.5
0
0
0
1
2.5
0
3
0.5
0
0
0.1
1
0
2
0
0
0
0
0
0
0
2.5
1
0
0
0.5
0
2
x26
x28
57
56
14
13
2
3
3
4
3
8
10
6.5
1
1
0
0.5
6
7
2
0.5
1
0
1
x32
47
30
3.5
5
3.5
10
1.5
0
5
1
0
0.5
0
0
0.5
3
233
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
Na plataforma norte portuguesa o mineral principal é o quartzo, com valor médio de 39%
(mínimo:17% e máximo:68%), seguido da mica (média 15%), plagioclase e feldspato potássico
(média 14% e 11%, respectivamente).
Existem alguns carbonatos, normalmente em pequena quantidade, estando a calcite bem
representada, principalmente nas estações da plataforma média a externa (média 10%). Este
aumento da percentagem de calcite nos sedimentos poderá ser um reflexo do aumento da
produtividade biológica proporcionado pelos afloramentos rochosos, localizados na plataforma
média a externa.
A plataforma galega, em continuidade natural com a plataforma NW portuguesa, apresenta
algumas diferenças ao nível da morfologia, disposição dos afloramentos rochosos e importância
do fornecimento detrítico actual. Estas diferenças reflectem-se na distribuição mineralógica.
Tal como na plataforma NW portuguesa, o quartzo é o mineral mais abundante, mas aqui
apresenta um valor médio muito superior, 60% (máx.:85%; min:43%), verificando-se
consequentemente um decréscimo de importância
Assim, a mica
de todos os outros minerais detriticos.
desce para valores médios de 10.5% (max:30%; min:2%) e a plagioclase
(max:12%; min:1%) e o feldspato potássico (max:16%; min: 2%) para 7%. A calcite também
decresce (média 8%), assim como a dolomite. O fornecimento detrítico efectuado
directamente pelos rios, mais reduzido nesta região, não se reflecte no aumento do carbonato
nos sedimentos (reflexo do aumento da importância das partículas orgânicas), mas sim num
amadurecimento dos sedimentos, que se vão tornando mais ricos em quartzo. É nas rias que se
verifica um ligeiro aumento da calcite, reflectindo o aumento da produtividade biológica.
A tabela VI-3, contém as percentagens dos principais minerais pertencentes ao grupo das
argilas (esmectite+ilite+clorite+caulinite), expressos em termos de uma matriz de 100%.
Na plataforma norte portuguesa o mineral dominante é a ilite, com concentrações nos
sedimentos que variam de 71 a 84%, e com valor médio de 77%. O correspondente mapa de
distribuição (Fig. VI-16), mostra que este mineral está geralmente bem representado nos
sedimentos de fundo, apresentando valores mais baixos na plataforma externa e na região
central do depósito silto-argiloso do Douro. A fig. VI-10 representa os difractogramas dos
minerais argilosos obtidos para as amostras de fundo.
234
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
CuKα
Figura VI-10. Difractograma representativo da fracção argilosa das amostras dos sedimentos de fundo
(amostra 11). Chl- clorite; I-ilite; K-caulinite;
A concentração da caulinite varia entre 13 e 25%
com valor médio de 17%, e apresenta
distribuição espacial oposta à da ilite.
A concentração da clorite varia entre 0 e 7%, com valor médio de 4%. Os valores mais altos
encontram-se na plataforma interna, associados possivelmente com a descarga dos rios Minho,
Lima e Cávado, e na plataforma externa frente ao rio Ave.
A esmectite é o mineral das argilas menos abundante (média de 1.5%), apresentando valores
acima da média na plataforma externa (10%).
235
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
G a
l
i
z
a
M i
n
h
o
Tabela VI-3. Mineralogia das argilas nos sedimentos de fundo (100% amostra de argila), da plataforma
minhota e galega. Amostras do cruzeiro GAMINEX, representadas por um x.
Est.
Ilite
Caulinite
Esmectite
Clorite
Crist. Ilite (2ºθ)
Ilite (002)/(001)
Crist. Caulinite
1
2
3
4
6
7
8
9
11
12
13
14
15
17
18
19
21
22
23
24
25
27
29
33
34
36
40
42
44
x33
x34
x36
x42
x44
x46
x47
x50
x53
x54
x55
x56
x1
x4
80
80
82
77
79
76
72
75
72
73
78
72
71
75
78
77
77
79
75
78
76
76
78
79
77
75
72
77
75
82
80
75
78
75
76
75
79
80
80
82
84
80
82
16
16
17
17
16
19
22
18
23
22
19
25
24
17
16
16
15
16
18
15
15
17
15
14
16
19
14
15
19
15
16
19
18
19
17
22
16
15
14
14
13
13
17
0,1
0
1
2
1
1
1
2
0.1
1
0.1
0.1
1
1
2
1
1
2
2
2
5
1
2
2
3
1
10
3
1
0.1
0.1
0
0
0.1
1
2
0.1
0.1
2
1
0.1
0
0
4
4
0
3
4
4
5
5
5
4
3
3
4
7
4
6
7
3
5
5
4
6
5
5
4
5
4
5
5
3
4
6
4
6
6
1
5
5
4
3
3
7
1
0.15
0.16
0.28
0.30
0.18
0.15
0.16
0.15
0.13
0.15
0.15
0.18
0.18
0.15
0.15
0.16
0.20
0.15
0.20
0.15
0.20
0.16
0.15
0.20
0.15
0.15
0.20
0.20
0.20
0.20
0.15
0.15
0.15
0.20
0.15
0.15
0.20
0.15
0.20
0.15
0.20
0.20
0.20
0.51
0.53
0.65
0.55
0.44
0.50
0.57
0.48
0.50
0.58
0.58
0.55
0.44
0.49
0.53
0.47
0.46
0.47
0.43
0.46
0.45
0.42
0.44
0.54
0.46
0.51
0.48
0.38
0.47
0.47
0.48
0.50
0.41
0.47
0.45
0.72
0.44
0.51
0.45
0.50
0.49
0.44
0.73
0.05
0.04
0.27
0.27
0.06
0.04
0.04
0.03
0.04
0.04
0.04
0.05
0.06
0.09
0.05
0.07
0.05
0.12
0.08
0.04
0.05
0.09
0.08
0.05
0.10
0.05
0.13
0.15
0.15
0.05
0.06
0.05
0.07
0.08
0.09
0.30
0.06
0.12
0.18
0.14
0.07
0.08
0.17
x6
80
16
0
4
0.20
0.76
0.05
x7
78
20
0.1
2
0.15
0.57
0.11
x9
x10
72
74
23
24
0
0.1
2
2
0.20
0.15
0.56
0.50
0.17
0.28
x12
x15
x17
x18
x20
x21
x23
79
73
74
84
82
76
78
16
24
23
12
13
18
17
0
0.1
1
0
0
0.1
0.1
5
3
2
4
5
6
5
0.20
0.20
0.20
0.15
0.15
0.20
0.15
0.77
0.50
0.43
0.38
0.52
0.48
0.06
0.08
0.29
0.07
0.04
0.06
0.08
x26
80
14
0
6
0.15
0.57
0.09
x28
x32
75
76
19
20
0.1
0.1
6
4
0.20
0.12
0.50
0.49
0.07
0.04
236
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
A relação Kt/Il (os dois minerais mais abundantes) evidencia duas regiões, separadas por um
alinhamento NW-SE. Estas áreas com percentagens superiores de caulinite correspondem aos
depósito finos do Douro e do Minho-Galiza, separados por uma área com valores de
ilite
superior.
Na plataforma galega as percentagens médias de ocorrência dos minerais das argilas são
idênticas às da região mais a sul. O mineral dominante é a ilite, com valor médio de 78%
(Max:84; Min:72%), seguido da caulinite (média 18%) e clorite (média 4%). A esmectite
praticamente desaparece (média 0.1%).
O mapa de distribuição da ilite (fig.VI-15) mostra dois locais com valores acima de 80%, em
frente à ria de Pontevedra e a norte da ria de Muros. Estes locais com elevada percentagem
de ilite correspondem a áreas com baixa taxa de sedimentação (zonas onde praticamente não
se depositam partículas). A caulinite apresenta os máximos entre as rias de Muros e de Arosa,
em sedimentos predominantemente arenosos, ao contrário do que se verifica mais a Sul, em
que se encontram relacionados com sedimentos siltosos e argilosos.
A clorite apresenta valores acima da média em frente à ria de Vigo o que poderá
eventualmente reflectir o transporte de partículas de clorite desta ria para a plataforma.
3.1.Interpretação da mineralogia
continental NW Ibérica
da
fracção
fina
dos
sedimentos
da
plataforma
Como já foi referido, o mineral dominante é o quartzo, com conteúdo médio de 45% (min:17% e
max:85%), seguido das micas (média 14%, min:2% e max:40%) e pelos feldspatos calco-sódicos
(média 12%, min:2% e max:26%) e potássicos (médias 10%, min:1% e max:28%). Ocorrem ainda
alguns carbonatos, sobretudo calcite (média 9%, min:1% e max:44%) e dolomite (média 2%),
mas com percentagens baixas. As fig. VI-11e VI-12 expressam a distribuição individual dos
minerais detríticos mais importantes da fracção fina, na plataforma continental NW Ibérica.
Podemos constatar que o quartzo apresenta valores percentuais mais baixos na plataforma
portuguesa, com tendência para aumentar os seus teores a norte do rio Minho. O valor máximo
foi observado na plataforma externa, frente à ria de Arosa (85%). A mica mostra os valores
máximos relacionados com os depósitos finos da plataforma continental (depósito do Douro e
da Galiza), com uma ligeira tendência para diminuir para norte, comportamento bem nítido a
norte da ria de Vigo. Os feldspatos mostram a mesma tendência decrescente sul-norte, com
os valores máximos na proximidade da desembocadura dos rios. A distribuição da calcite
reflecte o aumento das partículas biogénicas em relação com o decréscimo da componente
237
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
51
55
M
de
Ria
59
s
uro
12
5
M
de
Ria
8
sa
Aro
de
Ria
50
s
uro
sa
Aro
de
Ria
14
74
3
42.5
70
85
59
45
74
42.5
ra
ed
tev
on
eP
d
Ria
o
Vig
de
Ria
78
43
3
2
10
14
4
18
57
56
ra
ed
tev
on
eP
d
Ria
o
Vig
de
Ria
4
15
13
57
14
QUARTZO
MICA
47
42.0
30
42.0
Ri
32
50405136
34
38
o
i nh
oM
44
38 31
L
Ri o
31
55
68
33
2735
36
33
43
46
39 34
50
Figura VI-11.Mapa da distribuição percentual do quartzo, mica, e feldspatos na fracção fina.
42 50
R io D
7
%% 90
8
8
80
70 60
-8.5
50 40
M
de
Ria
5
10 11
18
6
17
1516 15
41.0
-9.5
30 20
%%
8
17
R io
5
16
-8.5
M
de
Ria
14
sa
Aro
de
Ria
5
sa
Aro
de
Ria
4
3
1
8
12
6
42.5
ra
ed
tev
on
P
de
Ria
o
Vig
de
Ria
5
12
ra
ed
tev
on
P
de
Ria
o
Vig
de
Ria
4
15
12
4
6
8
4
7
7
2
8
10
3
FELDSP. K
PLAGIOCLASE
10
42.0
4
42.0
Ri
8
13 7 7 21
616
o
i nh
oM
7
11 12
3
41.5
5 11 8 5
77
L
Ri o
11
9
19 21
25
10
21
1115 16
17
%%
L
Rio
ima
1110
20
6
o
nh
Mi
14
5 23
ima
20
41.5
Ri o Cávado
11
14
615
18
15 514
18
20
13 17
20
Ri o
12
1523
-9.5
0
s
uro
6
6
42.5
41.0
D ou
ro
-9.0
35 30 25 20 15 10
s
uro
7
Rio Ave
ouro
41.0
-9.0
15
12
8
18
20
4016
16
18
24 22
18
15
22 19
14
3
41
-9.5
ima
Ri o Cávado
32
4831 40
32 5534
17
3
41.5
Rio Cávado
20
L
Ri o
9 10
30 54
30
46
o
nh
Mi
19
8 12
ima
4542
41.5
o
Ri
10
13221521
19
10
26
6
22 511
20
7
1023 14
Rio Cávado
Rio Ave
9
5
4 411
28 13
5
R io
-9.0
35 30 25 20 15 10
7
D ou
ro
-8.5
5
41.0
-9.5
% %
0
238
25
20
10
25
718
13
8
10
10 17
-9.0
15
Rio Ave
15
8
R io
10
5
D ou
ro
0
-8.5
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
16
11
M
de
Ria
10
s
uro
1
2
M
de
Ria
1
sa
Aro
de
Ria
16
s
uro
sa
Aro
de
Ria
1
8
3
42.5
dra
ve
n te
Po
e
d
Ria
o
Vig
de
Ria
7
6
0
10
10
4
42.5
8
0
0
0
2
1
3
8
7
ra
ved
n te
Po
e
d
Ria
o
Vig
de
Ria
0
6
1
1
1
OPALA
CALCITE
5
42.0
2
42.0
Ri o
17
10 9 6 6
13
30
o
nh
Mi
2
2 1 5 2
L
Rio
ima
1
1
2
11 7
8
10
4
12 25
13
26
44
%
Ri o Cávado
9
1
Rio Ave
3
2
3
4
2
5 4
ima
2 23
3
2 4 3
2
3
R io
1
D ou
ro
-9.0
45 40 35 30 25 20 15 10 5
41.0
-8.5
0
-9.5
%
%
6
4
4
1
3 2
0
1
Rio Ave
93
4 53
1
41.0
-9.5 %
31
1
41.5
Rio Cávado
7
44
12 313
37
L
Rio
2 3
10
8 5 5
8
o
nh
Mi
11
7
19 10
41.5
Ri o
1
1
R io
-9.0
4
2
D ou
ro
0
-8.5
Figura VI-12. Mapa da distribuição percentual da calcite e opala na fracção fina dos sedimentos da
plataforma continental NW da Ibéria.
terrígena dos sedimentos finos da plataforma média e externa. Esta distribuição está também
relacionada com a presença dos afloramentos rochosos carbonatados da plataforma média a
externa que servem de barreira física à progressão das partículas terrígenas da CNF, mas
também de locais onde a produtividade biológica é superior. Por último, a distribuição da opala
(proveniente de partículas biogénicas, por ex. diatomáceas) assemelha-se à distribuição das
micas, com os máximos associados com os depósitos finos, principalmente com o depósito do
Douro.
A variação
latitudinal sul-norte do quartzo em relação à mica e feldspatos (fig. VI-13),
permite considerar o índice de maturidade mineralógica do sedimento, em termos do seu
conteúdo em quartzo (mineral química e fisicamente estável) em relação
aos outros dois
minerais (quartzo/mica+feldspato). A fig. IV-14 mostra-nos a distribuição deste índice de
maturidade.
Na região continental adjacente, montanhosa e dominada por formações graníticas e xistograuváquixas, o quartzo encontra-se intimamente associado com os feldspatos e as micas,
239
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
sendo transportados pelos rios para a plataforma. Por exemplo, o rio Douro transporta para a
plataforma sedimentos em suspensão em estado imaturo com percentagens importantes de
micas (≈20%) e feldspatos (≈14%).
O índice de maturidade apresenta valores baixos (<1) na plataforma interna e média,
associadas com a desembocadura dos rios, aumentando tanto para norte como para o bordo da
plataforma. Os valores mais elevados encontram-se a norte da ria de Pontevedra e nas
amostras colhidas no interior das rias de Vigo e Pontevedra.
s
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M
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43.0
Quartzo
Mica
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42.5
Indice de
maturidade
(qz/mica+
feldsp.)
41.5
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0
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75
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(% )
Figura VI-13. Variação latitudinal da percentagem de quartzo e micas.
41.5
Rio Cávado
Rio Ave
R io
D ou
ro
50
afloramentos rochosos
41.0
-9.5
2.0
-9.0
1.0
0.0 -8.5
-Mat.
Figura VI-14. Mapa da distribuição da maturidade do
sedimento.
O padrão de distribuição expresso pela fig.VI-14 sugere uma rede de transporte sul-norte de
sedimentos finos, visto que o índice de maturidade no interior das rias é mais elevado do que
na plataforma continental adjacente (a maioria dos minerais ficam aí aprisionados). Este
transporte sul-norte encontra-se de acordo com o modelo conceptual proposto recentemente
por Drago et al., (1998) e Dias et al., (2001), para explicar o fornecimento actual dos
depósitos silto-argiloso do Douro e Minho e a sua localização a N-NW em relação à principal
240
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
fonte de sedimentos (rios Douro e Minho).
Estes autores argumentam que os sedimentos
finos são transportados para a plataforma principalmente no Inverno, quando os caudais
fluviais são elevados e ocorrem cheias. Em condições de downwelling (ventos fortes de SSW), os sedimentos finos fornecidos pelos rios portugueses, sobretudo o Douro e Minho
(considerando os seus caudais), são transportados em suspensão na CNF, com uma resultante
final de transporte para N-NW (Capitulo IV). Na plataforma média estes sedimentos
encontram um ambiente de baixa energia que favorece a sua deposição. Mais tarde, durante
temporais violentos, como os verificados em Novembro de 1996, estes depósitos sofrem
remobilização e ressuspensão provocada pela acção da onda, o que foi confirmado não só pela
observação de corers recolhidos no depósito do Douro que mostravam os primeiros 7-10cm do
sedimento homogéneos (Jouanneau et al., 2000), como também pelos altos valores de
nefelometria observados sobre o depósito do Douro (capitulo IV). As estimativas baseadas na
medição da onda na plataforma média (86m) que assumem o valor de 1 cm/s como a velocidade
de corte critica para a ressuspensão dos sedimentos finos são também frequentemente
excedidas durante estes períodos (Vitorino, et al., 2000, 2001). O sedimento assim
ressuspenso é então transportado na CNF, de acordo com as correntes gerais, segundo um
padrão complexo para N-NW e para o largo, podendo atingir o depósito do Minho-Galiza. A
interpretação da distribuição da mica e da anfíbola em areias muito finas concorda com este
modelo (Cascalho, 2000).
O transporte para norte é também confirmado pelo índice de maturidade. O aumento de
maturidade para norte evidencia um maior transporte e/ou um tempo de residência superior
no domínio da plataforma continental conjuntamente com um decréscimo de fornecimento de
minerais finos a norte do rio Minho. Assim podemos dizer que a sul do paralelo 42ºN os
sedimentos são mais imaturos e subsequentemente mais próximos da fonte que os sedimentos
da plataforma galega.
3.1.1.Conclusões
A fracção fina dos sedimentos estudados é formado maioritariamente por quartzo, mica e
feldspatos, com alguns carbonatos em proporções menores. A geologia da região continental
adjacente é semelhante no Minho e na Galiza, sendo o aumento da maturidade do sedimento na
plataforma Galega o reflexo de um maior transporte e/ou um tempo de residência superior no
domínio da plataforma continental com um transporte provável para norte durante o Inverno
(condições de downwelling).
241
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
Outro aspecto evidente é o decréscimo de fornecimento de minerais finos a norte do rio
Minho, expresso pelo conteúdo de feldspato e micas nos sedimentos finos. A sul do paralelo
42ºN os sedimentos são mais imaturos e subsequentemente mais próximos da fonte que os
sedimentos da plataforma galega.
As percentagens elevadas de calcite na plataforma média estão claramente associadas com os
afloramentos rochosos carbonatados; e nas rias galegas reflectem o aumento da produtividade
biológica.
3.2.Interpretação dos minerais argilosos dos sedimentos da plataforma continental NW
Ibérica
Esmectite
É geralmente vestigial no domínio da plataforma média a sul do Ave, aumentando na
proximidade do Cávado e do Lima (fig. VI-15). O valor máximo (10%) encontra-se na
plataforma externa frente ao rio Minho, estando este mineral praticamente ausente na
plataforma galega.
A esmectite está presente no continente em resultado da alteração do feldspato potássico,
ortoclase e microclina dos afloramentos graníticos, embora nos rios a sua percentagem seja
muito baixa (1%). O enriquecimento oceânico gradual pode ser explicado pela segregação
relacionada com o tamanho do grão (Gibbs, 1977). De facto, entre os minerais argilosos, a
esmectite é o que tem dimensões menores, sendo o último a depositar-se em locais de energia
hidrodinâmica muito baixa.
No ambiente oceânico, este mineral pode estar ligado a ambientes vulcânicos, relacionados
com a alteração submarina ou transformação diagenética primária de rochas basálticas e vidro
vulcânico (Hodder et al., 1993). Nas proximidades do canhão submarino do Porto foi
referenciada a existência provável de uma massa vulcânica máfica (Cascalho & Carvalho, 1993;
Rodrigues et al., 1995), que por alteração poderia ser mais uma fonte provável deste mineral.
O seu transporte pode ser realizado por correntes sul-norte ao longo da vertente e
plataforma externa (poleward current) e correntes E-W na plataforma média e interna.
Nos sedimentos do Atlântico, em geral, não se observa neoformação de esmectite (Chamley,
1989). O baixo conteúdo de material esmectitico no Atlântico norte parece indicar que, pelo
menos durante o Quatenário, a percentagem de filossilicatos derivados de basaltos oceânicos
é relativamente diminuta (Weaver, 1989). Contudo, descobertas recentes indicam que a taxa
242
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
de formação de esmectite através de rochas ferromagnesianas de vulcões submarinos é mais
elevada e rápida do que anteriormente considerado para os sedimentos holocénicos.
Ilite
Os sedimentos da plataforma apresentam alta percentagem de ilite (>70%), facto que reflecte
o clima mais moderado das áreas fonte e a abundância regional de rochas plutónicas
(graníticas) e metamórficas do Paleozóico (xistos, gneisses, micaxistos e grauvaques). O
relevo montanhoso do continente também favorece o fornecimento de grandes quantidade de
filossilicatos para o oceano.
A abundância da ilite, em particular quando apresenta estrutura bem ordenada, é considerada
uma evidência da sua formação num clima temperado, húmido mas não muito quente e pouco
favorável ao desenvolvimento da hidrólise, permitindo que a alteração física prevaleça em
relação à alteração química (Galán, 1986; Chamley, 1989; Weaver, 1989).
A ilite apresenta um comportamento oposto à caulinite (fig. VI-15), devido à baixa
percentagem da clorite e esmectite (sistema fechado de duas argilas). As áreas com valores
de ilite mais baixos correspondem aquelas onde os valores de caulinite são mais elevados, e
que provavelmente recebem materiais drenados directamente pelos rios (Douro, Lima e
Minho).
Todas as amostras marinhas têm índice de Esquevin (razão 5Å/10Å) superiores a 0.4,
correspondendo a ilites ricas em alumínio (tipo moscovitico), reflectindo uma proveniência
granítica. As amostras colhidas nos rios apresentam valores entre 0,15 e 0,38, com excepção
de duas amostras no rio Minho e uma amostra no Cávado e outra no Douro. Este índice mostra
uma tendência de crescimento nítido Este-Oeste, entre as amostras dos rios e as da
plataforma externa (fig. VI-16).
A razão 5Å/10Å é maior na plataforma galega a profundidades superiores a 100m, excedendo
os 0,70. Estas ilites ricas em Al, quimicamente mais estáveis, têm origem em argilas residuais
que sobreviveram a processos de alteração em ambiente mais quente e húmido, na região de
origem (normalmente encontradas mais a sul, na costa W Africana). As ricas em Mg (+Fe), são
pouco comuns em meio marinho, fora de ambientes não glaciares, pois o processo de alteração
é tão forte que estas micas são completamente degradadas e sofrem rápida transformação
para outros minerais (ilites aluminosas, vermiculite, esmectite, e hidrobiotite).
243
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
82
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% 22
18
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-9.5
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10
244
%
5
-9.0
0
-8.5
Figura VI-15. Mapas com a distribuição dos principais minerais das argilas.
80
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
No geral, as amostras estudadas apresentam baixos valores do índice de cristalinidade de
Kubler, indicando ilites com estrutura bem ordenada e, como foi referido anteriormente, com
baixa degradação química tanto na área fonte como durante os processos de transporte e
sedimentação. Contudo, na fig. VI-16 observa-se que os sedimentos dos rios apresentam ilites
com cristalinidade mais baixa que as ilites que se encontram nos sedimentos da plataforma.
Este facto encontra-se relacionado com a susceptibilidade da ilite, uma vez em meio marinho,
de se "reagrupar" por transformação devida à fixação de novos catiões, amplamente
disponíveis na água do mar (Millot, 1964). O Fe+ e o Mg+ vão ser substituídos na rede cristalina
por K+ e Al + (entre outros), aumentando novamente a cristalinidade da ilite (Nemecz, 1981).
Largura do máximo
(001)
Cristalinidade crescente
5
4
Sed. rios
Sed. plataforma
Filtros (1m) rios
Filtros (5m) plat.
Filtros (fundo) plat.
Filtros (fundo) rios
0.42
3
Rios
0.25
5m
2
Plat.
.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Biotite Biotite
Phen- Moscovite
+
gite
Moscovite
0.6
0.7
0.8
I(002)/I(001)
Figura VI-16. Gráfico de Esquevin (1969) aplicado às amostras colhidas na plataforma NW ibérica.
Caulinite
A nível mundial, a caulinite domina nos sedimentos oceânicos de latitudes mais baixas (valores
superiores a 50%), onde as rochas continentais fonte, localizadas na África ocidental e no
Brasil, são afectadas por intensa alteração química.
Na região emersa adjacente, ocorrem importantes depósitos de caulinos, nomeadamente em
Alvarães (SE de Viana do Castelo), Sra. da Hora (N do Porto), Barqueiros (a ≈10km da
desembocadura do rio Cávado), Cunha e Parada (Vila do Conde), Viso de Cima e Custóias
(Matosinhos). Estes depósitos, normalmente residuais, ocorrem relacionados com granitos e
245
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
gnaisses do bordo noroeste das formações magmáticas e metamórficas antepaleozóicas, em
regiões tectonicamente muito fracturadas e cisalhadas (Gomes, 1988). Actualmente, o jazigo
com maiores reservas é o de Alvarães, que resultou da alteração da rocha granítica favorecida
pela interface granito-toalha freática.
Os depósitos de caulinite reflectem, provavelmente, a existência de uma considerável
meteorização química das rochas continentais, consequência de estarmos numa região
temperada muito húmida onde se registam pluviosidades elevadas (>1000mm).
Estes depósitos são removidos pelas chuvas e levados pelos rios e ribeiros para a plataforma
continental adjacente, explicando os altos valores de caulinite encontrados nos estuários dos
rios (especialmente no rio Cávado). Os sedimentos de fundo e em suspensão do rio Cávado
encontram-se enriquecidos neste mineral argiloso, o que pode reflectir a contribuição directa
dos depósitos.
Nas rias galegas, a fracção fina dos sedimentos apresenta predomínio de minerais cauliniticos,
acompanhados por micas, interestratificados e gibsite (Vasquez e Anta, 1988).
Os sedimentos da plataforma apresentam, no geral, baixo conteúdo de caulinite (só 18%).
Contudo, este valor atinge, pontualmente os 24% na plataforma galega (plataforma média a
norte da ria de Arosa) e na plataforma média portuguesa, relacionados com o depósito siltoargiloso do Douro.
O índice da cristalinidade (fig. VI-17) mostra que as caulinites com cristalinidade mais elevada
se encontram na plataforma interna e média portuguesa, decrescendo para oeste (plataforma
externa) e norte (plataforma Galega). Os locais onde a cristalinidade é mais elevada reflectem
provavelmente áreas que estão a ser directamente fornecidas pelos rios (depósito do Douro),
não tendo ainda as caulinites sofrido desorganização da sua rede cristalina. De facto, a
cristalinidade dos sedimentos dos rios (tabela VI-4) mostra no geral valores semelhantes aos
encontrados na plataforma, variando de 0,02 (rio Minho) a 0,23 (no rio Lima).
Tabela VI-4. Mineralogia das argilas de algumas amostras colhidas nos rios. Localização das amostras na
figura V-44.
Amostras dos rios
Minho (M6)
Minho (M22)
Lima (L51)
Lima (L52)
Cávado (C5)
Cávado (C11)
Ave (A3)
Ave 2 (A4)
Douro (D1)
Douro (D5)
I
%
67
59
62
64
70
24
65
62
70
61
K
%
27
39
27
34
21
74
33
36
23
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%
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∼1
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∼1
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∼1
246
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(2ºθ)
0.20
0.30
0.25
0.30
0.25
0.25
0.30
0.20
0.20
0.20
I
(002)/(001)
0.44
0.57
0.35
0.35
0.38
0.46
0.32
0.27
0.38
0.42
Crist.
K
0.02
0.12
0.16
0.23
0.07
0.08
0.18
0.4
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0.1
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
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-Crist.
-8.5
0.06
0.02
+Crist.
Figura V-17. Mapas de distribuição da cristalinidade da caulinite.
O rio Ave é o que apresenta valores mais elevados de índice de cristalinidade (0,2–0,4) ou
seja, em que as caulinites se encontram mais degradadas. Este facto pode dever-se ao alto
grau de poluição dos sedimentos e águas deste rio (um dos mais poluídos da Europa), que
provavelmente se reflecte numa maior destruição da rede cristalina da caulinite. Este mineral
é relativamente instável em meio marinho. Contudo, para sofrer alteração ou degradação, são
necessários pH muito elevados ou energia elevada. O mapa de distribuição da cristalinidade
(fig. VI-17) mostra que a contribuição deste rio é mínima para os sedimentos da plataforma
média e interna, estando a sua influência apenas reflectida nas suspensões.
É interessante notar que, na plataforma galega, as áreas com concentrações superiores de
caulinite correspondem grosso modo a zonas com caulinite com baixa cristalinidade, o que
provavelmente reflecte processos de alteração química que se dão devido ao pH e salinidade
mais elevados do meio marinho. Nestas condições a caulinite torna-se menos estável,
decrescendo a cristalinidade à medida que o tempo de residência em meio marinho aumenta
(Caillère et al., 1982; Gomes, 1988), em contraste com a ilite, cuja cristalinidade aumenta.
Outra hipótese é corresponderem a caulinites retrabalhadas (sedimentares).
247
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
As duas áreas mais ricas em caulinite (>22%) deverão ter origens contrastadas. A região do
depósito Douro aprisiona material fino fresco fornecido directamente pelos rios, enquanto
que o máximo localizado na Galiza pode dever-se à retirada selectiva da ilite deixando um
resíduo envelhecido ou alterado de caulinite.
Clorite
A clorite é um constituinte menor dos sedimentos da plataforma minhota e galega,
apresentando concentrações que variam de 0,1 a 7 % (fig.VI-12). Os valores mais elevados
encontram-se na plataforma interna e média, relacionados com a desembocadura dos rios,
sendo este mineral essencialmente detrítico.
No geral, a clorite só é dominante nos sedimentos marinhos de latitudes elevadas (Griffin et
al., 1968). A clorite é destruída por meteorização química em climas quentes e húmidos
(trópicos), não chegando ao oceano em grandes quantidades. Altos teores em clorite reflectem
condições de baixa ou nenhuma alteração química, mas também uma área fonte a pouca
distância formada por rochas ricas em clorite como rochas metamórficas de baixo grau
(xistos verdes e ardósias).
Na área continental adjacente, a clorite pode resultar da divisão mecânica de clorite
preexistentes em xistos cloríticos presentes nas rochas ígneas ou então dos xistos e
micaxistos do Paleozóico, abundantes na bacia do rio Minho e do rio Verdugo-Oitaben (ria de
Vigo) (Silva, 1981), sendo contudo removida por meteorização.
Razão caulinite/clorite
Se o sistema de correntes reflecte o transporte e sedimentação dos minerais das argilas, a
razão K/Chl espelha a distribuição das componentes das massas de água continentais e
oceânicas. O mapa de distribuição permite destacar a existência de duas faixas, uma das quais
na plataforma interna e média onde os valores de clorite aumentam, provocando uma diluição
do sinal da caulinite. Pelo contrário na plataforma externa, a caulinite é predominante, o que
poderá dever-se ao facto da massa de água continental ter materiais mais ricos em clorite, ao
contrário da oceânica, que compreenderia materiais mais ricos em caulinite.
248
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
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0.24
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Kaul./Ilite
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0.25
0.18
0.25
0.20
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0.21
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2.1
22.0 3.6
2.8 5.33.2
2.4
0.19
0.29 0.25
0.22 0.200.25
41.5
Rio Cávado
Rio Cávado
4.0
3.22.73.0
0.23
6.0
4.6 5.5 6.3
8.3
4.4
4.8
3.6 3.0
4.0
4.3 3.8
4.7
3.5
4.0 4.0
5.7
17.0
41.0
0.32
0.14 0.16
0.25
2.3
Kaulinite/Clorite
7A(natural)/14A
(500ºC)
ra
ed
tev
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Ria
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Vig
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Ria
0.33
3.4
3.2
41.5
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uro
R io
0.21
0.20
0.210.19
0.34
Rio Ave
0.32 0.30 0.24
0.35
0.31
0.25
0.240.19
0.20
0.15 0.25
0.17
0.17
0.20
0.20
0.22
0.21
R io
D ou
ro
D ou
ro
41.0
-9.5
20
15
-9.0
10
5
3
0
-8.5
-9.5
0.3
-9.0
0.2
0.1
0.0
-8.5
Figura V-18. Mapas de distribuição da razão caulinite/clorite e caulinite/ilite.
Razão caulinite/ilite
A razão K/I varia entre 0.15 e 0.3. No depósito silto-argiloso do Douro, esta razão eleva-se a
valores próximos de 0.3, possivelmente devido a segregação dimensional/deposição diferencial
(Gibbs, 1967, 1977; Tomadin & Borghini, 1987) e também porque a caulinite tem tendência a
acumular-se em áreas onde existe um aumento generalizado do fornecimento terrígeno
directo (Chamley, 1989). Estes dois minerais detriticos, transportados pelos rios locais,
mostram uma ligeira tendência para se depositarem em locais diferenciados, reflectindo
possivelmente a circulação geral das partículas e áreas onde principais agentes erosivos (ondas
e marés) actuam com mais ou menos energia.
A outra área com valores elevados da razão K/I está localizada entre as rias de Muros e
Arosa, em sedimentos arenosos. Neste caso, as concentrações relativamente superiores da
caulinite (assim como quartzo) estão possivelmente relacionadas com a retirada selectiva da
ilite (mais fina). A caulinite apresenta baixa cristalinidade, o que indica degradação superior.
249
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
3.2.1. Visão geral da dinâmica sedimentar obtido com o padrão de distribuição dos minerais das
argilas
Observou-se que o padrão de distribuição da associação mineral formada pelos 4 minerais das
argilas identificados nos sedimentos da plataforma continental NW Ibérica, era relativamente
homogéneo, não mostrando grandes descontinuidades. Esta homogeneidade deve-se sobretudo
à acção dos processos hidrodinâmicos, controlados principalmente pelas ondas e marés.
Quando os sedimentos chegam à plataforma, ficam sujeitos aos processos de remobilização
provocados pela onda, que impedem a sua deposição e perturbam os sedimentos anteriormente
depositados. Os sedimentos finos permanecem, assim, mais tempo em suspensão (níveis
nefelóides identificados anteriormente), acumulando-se só na plataforma média, onde a acção
da onda é mais fraca, formando, de acordo com McCave (1972), uma faixa lodosa (mid-shelf
mud belt). Na plataforma NW portuguesa, essa faixa identifica-se na plataforma média entre
os 60 e 100m numa área tectonicamente deprimida, protegida por afloramentos rochosos
(depósito do Douro). Estes relevos funcionam como barreiras eficientes à progressão da CNF
para fora da plataforma, funcionando como uma armadilha de sedimentos (o que parece ser
confirmado por taxas de sedimentação superiores a Este dos afloramentos rochosos variando
entre 0.35 a 0.58 cm/ano) e/ou então proporcionam um ambiente de baixo hidrodinamismo
mais favorável à deposição de sedimentos finos (Drago et al, 1999). Tomando em conta a
altura média destes afloramentos, cerca de 5-30m e a espessura média da CNF observada
durante a Primavera (10-20m) e Inverno (10-50m) é provável que pelo menos durante parte do
ano, a CNF seja intersectada pelos afloramentos.
Actualmente, os rios transportam material fino com a mesma composição geral encontrada
para os sedimentos de fundo. Na área do depósito do Douro, o conteúdo de caulinite aumenta
ligeiramente (taxas de sedimentação altas com acarreio directo de sedimentos dos rios)
quando comparado com os depósitos arenosos circundantes, mais ricos em ilite (menor taxa de
sedimentação). A composição mineralógica do depósito fino do Minho-Galiza é muito
semelhante à do Douro, à excepção de um ligeiro aumento da percentagem de clorite,
mostrando possivelmente a contribuição local do rio Minho e da ria de Vigo.
O facto dos minerais das argilas se tornarem menos cristalinos à medida que a influência dos
rios decresce apoia a hipótese do transporte sedimentar para norte, tal como foi verificado
para a fracção fina (aumento de maturidade do sedimento para norte).
250
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
3.2.2.Conclusões obtidas com os minerais argilosos
A) o padrão de distribuição dos minerais argilosos depende dos rios e dos processos
hidrodinâmicos que operam na plataforma (ondas);
B) a ilite é o mineral predominante, com percentagens superiores a 70%; seguido pela
caulinite, clorite e esmectite;
C) o material que sai dos rios apresenta composição similar aos sedimentos da plataforma.
Contudo,
as
áreas
com
percentagens
superiores
de
ilite
(>80%)
correspondem,
provavelmente, a locais onde o acarreio detrítico de sedimentos finos actuais é baixo, com
baixas taxas de sedimentação enquanto que áreas com percentagens superiores de
caulinite (>20%) recebem acarreio detrítico directo;
D) a clorite, com baixa abundância, parece estar actualmente a ser fornecida pelos rios
nortenhos,
principalmente
pelo
rio
Minho,
encontrando-se
preferencialmente
a
profundidades baixas;
E) a esmectite aparece associada aos depósitos arenosos da plataforma portuguesa,
ocorrendo nas suspensões do rio Minho, e não se encontra nos sedimentos finos da Galiza.
Nos sedimentos da plataforma registaram-se percentagens de esmectite superiores aos
dos rios, sugerindo uma provável origem local na plataforma;
F) a caulinite tem os máximos associados aos depósitos finos do Douro, onde apresenta
cristalinidade elevada, apresentando ainda um segundo máximo, nos depósitos arenosos da
plataforma galega (entre a ria de Muros e Arosa), com cristalinidade mais baixa. Este
facto permite supor que estes depósitos têm origens distintas ou escalonadas no tempo.
De acordo com esta hipótese, o depósito do Douro estaria actualmente a ser abastecido
com este mineral, enquanto que o segundo receberia as caulinites indirectamente por
processos de resuspensão e transporte para norte ou a ilite (mais fina) é selectivamente
retirada ficando um resíduo de caulinite degradada (baixa cristalinidade);
G) os sedimentos finos exportados pelos rios portugueses atingem claramente os
depósitos finos do Douro e da Galiza;
H) Na plataforma a norte de 42º N, a maioria das argilas são aprisionadas nas rias
Galegas, embora pareça haver alguma contribuição da ria de Vigo para o depósito siltoargiloso do Minho-Galiza.
251
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
4. Análise factorial aplicada aos sedimentos finos
Foi usado o programa Statistica (v.4.3), para avaliar as complexas inter-relações específicas
entre 4 variáveis dos minerais das argilas, 11 variáveis de minerais detriticos, 3 variáveis da
textura do sedimento e 2 variáveis da composição do sedimento (tabela VI-6). As primeiros 4
variáveis desta base de dados estão ligadas entre si, assim como as 11 variáveis dos minerais
detriticos, cada uma delas somando, respectivamente, 100%. Contudo, se se fizer a análise
factorial, isoladamente para cada um destes grupos de variáveis, os factores obtidos seguem a
mesma linha de interpretação que a matriz gerada pela totalidade dos dados.
Os primeiros 5 factores, baseados nos valores próprios acima de 1.0, explicam 75% da
variância total dos dados (tabela VI-6).
Tabela VI-6. Variáveis significativas para os primeiros cinco factores, da análise factorial (sem rotação)
dos minerais das argilas, minerais detriticos, composição e textura dos sedimentos.
Extracção: Componentes principais (sem rotação)
Variáveis
Factores
1
2
3
Ilite (100%)
0.48
Caulinite
(100%)
Esmectite
-0.79
(100%)
Clorite (100%)
Quartzo
-0.70
0.54
Mica
0.82
Chl
0.56
0.49
Kaul
0.60
0.63
Felds.K
-0.50
Plag.
0.56
Calcite
-0.50
Dolomite
-0.84
Siderite
-0.71
Pirite
-0.59
Opala
0.71
Areia
-0.93
Silte
0.88
Argila
0.89
COP
0.91
CaCO 3
0.48
-0.70
Variância
explicada (%)
25.8
19.2
14.3
Valores abaixo de 0.400 foram omitidos.
4
0.68
-0.77
5
-
-
-
-
-0.82
-0.41
-
9.0
6.8
O factor 1 representa claramente o comportamento do carbono orgânico, com a forte
variância positiva entre o COP e as classes texturais mais finas (silte e argila). A variância
negativa entre a areia (e também, embora mais fraca com o feldspato potássico) e o conteúdo
252
Capitulo VI
_______________________________________________________________________________
em COP, com valores significativos superiores a 0.9, indicam independência espacial entre
estas duas variáveis. Existe correlação positiva fraca entre o COP, os sedimentos peliticos e a
clorite e caulinite. O 2º factor é um factor complexo, na medida em que representa o
hidrodinamismo e afinidade dimensional, mas também a oposição entre as fácies terrígenas e
biogénicas. A variância mais relevante (negativa) é a encontrada entre o quartzo e as micas
que, por serem minerais com hábitos e densidades muito diferentes, sofrem deposição em
locais diferenciados. A relação positiva entre as micas e a opala não é genética, visto que a
mica é detritica e a opala é formada por restos de organismos siliciosos (diatomáceas) que se
depositam na plataforma média e externa, nas zonas de sedimentos mais finos. Contudo, estes
minerais encontram-se correlacionados, devido, provavelmente, às dimensões e ao hábito das
partículas. As micas com hábito lamelar e a opala formada por partículas biogénicas muito
diminutas (diatomáceas) depositam-se em áreas calmas pouco energéticas. A relação quartzo CaCO3 , com variância forte, mostra que o carbonato ocorre em zonas onde o quartzo é também
importante. De facto, o carbonato aumenta de importância na plataforma externa, onde a sua
formação é induzida pelo upwelling, e o quartzo é o mineral detrítico dominante. Já o mesmo
não se passa com a caulinite detritica (<63µm), que mostra variância negativa com o quartzo.
O factor 3 correlaciona, com variância negativa forte, a esmectite com a dolomite (>0.8) e com
variância ligeiramente mais fraca com a siderite. Este factor representa os minerais com
maior importância na plataforma externa, fora da influência continental. O 4º factor
representa os minerais argilosos mais abundantes na plataforma, a ilite e a caulinite, e
relaciona-os inversamente. O 5º factor representa a clorite, destacando o comportamento
deste mineral em relação aos outros, e aos parâmetros composicionais e texturais. A sua
distribuição está provavelmente relacionada com o transporte detrítico directo dos rios.
A análise factorial deu particular atenção a associações que podem passar despercebidas por
simples comparação dos mapas de distribuição regional, como por exemplo a associação QzCaCo3 e mica-opala (factor 2) e a associação dolomite-esmectite (factor 3).
253
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
CAPITULO VII
Conclusões Gerais
1. Factores que influenciam a distribuição da MPS
Diferentes factores geológicos e hidrodinâmicos podem-se conjugar para explicar a
remobilização, o transporte e a redistribuição dos sedimentos na plataforma e vertente
continentais. O transporte da MPS é influenciado pelas fontes sedimentares (rios, erosão de
arribas e cobertura sedimentar), largura da plataforma e batimetria, estratificação das águas
(densidade), correntes tidais e subtidais, ondulação predominante (Baker & Hickey, 1986),
ventos persistentes e débito fluvial. De entre todos estes factores, o fornecimento terrígeno,
a morfologia da plataforma e vertente norte portuguesa, a circulação geral essencialmente
promovida pelos ventos dominantes, a ondulação e também, mas em menor grau, a
estratificação por densidade foram, no presente estudo, considerados os factores mais
importantes pelas seguintes razões: 1) os rios fornecem a maioria da MPS terrígena
distribuída para a margem continental W portuguesa, que aumenta com as chuvas de Outono
(cap. II); 2) o rio Douro é a maior fonte de MPS, com cerca de 80% da contribuição total
terrígena (Dias, 1987; Magalhães, 1999); 3) as forças essenciais para o transporte da MPS
ocorrem, em especial, na situação de temporal com alturas de ondas superiores a 6m, na qual
normalmente o caudal dos rios é elevado; 4) circulação geral na plataforma e vertente, com
situações diferentes e contrastadas no Verão e no Inverno; 5) plataforma estreita, com
batimétricas paralelas à costa, onde se individualiza, no bordo da plataforma, o canhão
submarino
do Porto, que certamente favorece o transporte sedimentar para a vertente e
planície abissal.
2. Hidrologia e nefelometria
Os dados obtidos nos cruzeiros, mostram que a hidrologia da plataforma continental norte
Portuguesa apresenta variações interanuais e sazonais importantes, estando por vezes muito
dependente do volume de água doce introduzida pelos rios.
Foi, assim, possível estabelecer 4 situações tipo, cada uma característica de uma época
específica.
1.
Novembro de 1996 situação de Outono, com caudais fracos, não existindo frente termohalina bem definida, embora as águas se encontrassem estratificadas. Período marcado
pela ocorrência de um temporal que homogeneizou a coluna de água e que possibilitou o
254
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
empurrar de águas oceânicas temperadas (14-15ºC) para perto da costa, por acção do
vento (vento forte de SW-S). Contudo, estas águas apresentavam temperaturas mais
baixas do que durante o Inverno, facto possivelmente explicado pelo arrefecimento das
águas costeiras, característico do final da época de upwelling (T=13-14ºC). A água
estuarina superficial encontrava-se muito limitada à plataforma interna e a frente salina
era pouco nítida. A nefelometria mostra uma CNF bem desenvolvida, com valores que
decresciam para a superfície.
2. Dezembro de 1997 situação de Inverno, com caudais elevados, caracterizada por uma
frente salina que se estendia por toda a plataforma entre os rios Minho e Douro e que
pode afectar toda a coluna de água. Esta estrutura situa-se geralmente entre a isóbata
dos 50 e 120m e separa as águas costeiras menos salinas das águas oceânicas (S>35.5).
Esta frente é mais evidente quando o débito fluvial é superior (caso do inverno de 1997).
A temperatura é, no geral, bastante homogénea, com valores elevados (T>16ºC), com um
máximo (T>17ºC) localizado a profundidades intermédias (50-100m). Este máximo poderá
ter origem num episódio anterior de downwelling associado a ventos de S-SW, com as
águas superficiais mais quentes a ficaram aprisionadas na plataforma média. A
nefelometria é caracterizada por uma CNS muito limitada à plataforma interna e por uma
CNF muito intensa que cobre a totalidade da área estudada.
3. Maio 99 o aquecimento das águas costeiras, com redução do caudal dos rios, faz
desaparecer progressivamente a frente salina, aparecendo uma termoclina sazonal que se
situa entre os 25-50m de profundidade e separa as águas quentes e menos salinas da
superfície das águas frias do fundo (T<14ºC). É impressionante a extensão desta massa de
água menos salina que cobre a totalidade da plataforma continental e, mesmo, a vertente
continental apresentando uma extensão de cerca de 50km, perto do rio Douro. Estas águas
de superfície são advectadas para o largo, em grande parte devido à acção do vento
(ventos intensos de N-NW). Abaixo da termoclina, as águas oceânicas aproximam-se da
costa, podendo mesmo ser interrompida pelo aflorar de águas frias do fundo, fenómeno
característico desta costa durante os meses de Verão. A nefelometria mostra duas
camadas nefelóides bem desenvolvidas e separadas por águas mais límpidas, estendendose a CNS até ao bordo da plataforma. A CNF é mais importante do que a CNS e apresenta
valores de turbidez mais elevados.
255
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
4. O início do cruzeiro de Maio de 99 possibilita uma breve visão do que se passa no período
de Verão, com o aflorar de águas frias perto da costa (10 km da costa). As águas mais
frias do fundo afloram (isotérmicas de 13 e 14ºC), interrompendo a termoclina sazonal,
com separação nítida das águas superficiais e estabelecendo-se como uma barreira
vertical à progressão das águas mais costeiras. As isolinhas da turbidez tendem para a
vertical, destruindo parcialmente a CNS. Contudo, pela acção do vento, as águas túrbidas
são advectadas superficialmente para o largo.
Desde os primeiros trabalhos sobre a evolução e distribuição da turbidez na coluna de água
que se evidenciou o seu decréscimo de forma exponencial desde a costa até zonas mais
afastadas da plataforma continental (McCave, 1972; Castaing, 1981, Hermida, 1997).
Na plataforma continental norte Portuguesa, este comportamento também se verifica, com
valores de turbidez que diminuem rapidamente à medida que nos afastamos da fonte,
tornando-se relativamente homogéneos na plataforma externa.
Em geral, a CNS encontra-se confinada à plataforma interna, mesmo em períodos de caudal
elevado. Durante o período de Primavera-Verão pode estender-se até ao bordo da plataforma,
embora com valores de turbidez baixos.
A CNF é sempre mais desenvolvida que a CNS, tanto em extensão como em espessura,
particularmente sobre o depósito silto -argiloso do Douro e também no depósito do MinhoGaliza. As CNI desenvolvem-se através do descolamento da CNF no bordo da plataforma,
encontrando-se também associadas com descolamentos das paredes do Canhão submarino do
Porto. Formam-se com especial incidência durante o Inverno e Outono. Na Primavera, o
deslocar da contra-corrente quente para níveis inferiores da coluna de água parece favorecer
o aparecimento de CNI entre os 200-300m de profundidade. As características das CNS, CNI
e CNF encontram-se sumariadas na tabela VII-1.
A circulação da maré na plataforma origina correntes residuais importantes para Oeste. No
Verão, a maré exibe uma estrutura barotrópica, com a elipse de maré na plataforma interna
(39m), perpendicular as isóbatas. Existe uma diminuição da intensidade da corrente de maré
do bordo para a plataforma interna.
No Inverno, a água doce trazida pelos rios pode originar fortes gradientes de densidade e
promover uma circulação de densidade.
Esta circulação, associada ao efeito de Coriolis
(desvio para a direita), faz com que as águas expulsas pelos rios na plataforma interna se
256
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
desloquem para norte, ocasionando uma faixa de água menos densas que ocupa toda a
plataforma interna.
A circulação induzida pelo vento orienta-se segundo um eixo norte-sul, para sul no Verão e
para norte no Inverno, com poucas ocorrências de vento Leste. Esta circulação reforça a
circulação de densidade ou, pelo contrário, opõe-se-lhe.
Na desembocadura dos rios, a maré e o débito fluvial controlam a expulsão da MPS para a
plataforma continental. Assim, os máximos de expulsão devem ocorrer em situações de cheias
associados a períodos de marés vivas.
Na plataforma continental, a circulação induzida pelo vento sobrepõe-se à influência da maré e
mesmo à circulação induzida por diferenças de densidade, parecendo ser o principal agente
dinâmico responsável pela dispersão.
Para se estabelecer um esquema de circulação superficial é indispensável que se tenha em
conta
os dados climáticos nomeadamente, a variação anual da frequência dos ventos e a
ocorrência de ciclos de cheias e secas e a hidrologia da coluna de água. O referido esquema
permite a elaboração de um modelo conceptual de dispersão das plumas dos rios na plataforma
continental que diferencia uma situação de Verão e outra de Inverno (fig. VII-1), que
apresentam normalmente características opostas.
A situação de Inverno e Outono é caracterizada por:
v circulação dirigida para o norte induzida por ventos de S e SW (circulação atmosférica
ciclónica).
v estabelece-se em períodos de fortes caudais uma frente termo halina que impede a
dispersão das massas de água superficial para o largo. A dispersão faz-se essencialmente
na CNF, correspondendo a situações de downwelling.
Pelo contrário, a situação de Verão e Primavera é caracterizada por:
v Uma circulação para sul, induzida por ventos fortes e persistentes de N e NW (circulação
atmosférica anticiclónica).
v Presença de uma termoclina sazonal que torna a massa de água superficial pouco espessa
mas mais móvel, favorecendo a dispersão sob a acção do vento.
v Interrupção da termoclina nos locais onde o upwelling costeiro está activo, formando-se
uma barreira vertical à dispersão da massa de água costeira. Fora da influência do
257
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
afloramento de águas frias do fundo, continua a haver dispersão para o largo, na camada
mais superficial.
42.0
Ri
o
M
in h
42.0
o
Ri
o
M
a
L im
Ri
Rio Ave
Rio Ave
Ri o
Ri o
Dou
ro
41.0
-9.0
-8.5
41.0
-9.0
A
100 m
30m
-8.5
3
30m
100 m
200 m
45 km
45 km
17 km
2 CNS
1
17 km
3
Douro
0
50
50
100
100
Dep.lodoso
do Douro
Termoclina
sazonal
Deposição
Douro
Dep.lodoso
do Douro
150
200
1
2
CNF
CNF
200
Dou
ro
B
200 m
CNI
a
im
41.5
41.5
150
oL
Rio C áv ado
Ri o C ávado
0
o
Inverno
Verão
Ri o
in h
CNI
Afloramentos
rochosos
Frente
termo-halina
Ressuspensão
pela onda
Período de downwelling
transporte para fora no
fundo e para norte ( )
Periodo de upwelling
transporte para o largo
à superfície e para sul ( )
A
B
Fig. VII-1. Modelo conceptual de dispersão da MPS na plataforma continental NW portuguesa. Evolução
sazonal. A) Verão; B) Inverno.
258
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
Tabela VII-1. Compilação das características da CNS, CNF e CNI.
upwelling
Características gerais
CNS
30-40m (0.1-4.4 mg/l)
estratificação da coluna
de água
composição
orgânica/agregados
atinge os 50 km
COP>20%
20-30m (0.2-3.7mg/l)
fornece partículas ao
depósito fino do Douro
CNF
-
CNI
downwelling
CNS
CNF
Características gerais
confinada à plat. interna
(0.05-5.8 mg/l)
composição
inorgânica/agregados
coluna de água homogénea
(80-100m)
COP<10%
20-50m (0.2-16 mg/l)
composição terrígena
fornece e recebe
partículas do depósito
fino do Douro (dim.34µm)
-
CNI
Bordo da plat. (3)
Plat. média (2)
Plat. interna (1)
frente de
upwelling que
migrou da
plataforma
interna, fluxo
para Oeste
termoclina
horizontal que
pode ser
interrompida
pelo upwelling.
Fluxo para sul
-
correntes
gerais,
fluxo
para este
maré
desenvolvem-se
no
bordo
por
acção
conjunta da corrente
da vertente e marés,
ondas internas.
-
Bordo da plat. (3)
(partículas de
dim.>20µm)
ondas internas,
corrente da
vertente
seguem as
isopícnicas, formamse a partir da CNF
-
Plat. média (2)
Plat. interna (1)
(partículas de
dim.>10µm)
definição de
uma frente
termo-halina,
fluxo para Este
débito dos rios
(partículas
de
dim.5µm), fluxo
para norte
ressuspensão
onda (6m);
correntes (>25
cm/s), ondas
internas, fluxo
para oeste
-
ressuspensão
onda, maré
-
O presente estudo refere-se a situações contrastadas, por períodos curtos de tempo (10-15
dias), não tendo sido contemplada e variabilidade a longo prazo. Contudo, como as estruturas
hidrológicas e nefelométricas tendem a ser persistentes, é de esperar que estas situações se
repitam sazonalmente.
3. Composição da MPS
A inspecção visual de amostras seleccionadas ao microscópio electrónico, colhidas tanto na
CNS como na CNF, revelou que o material ocorre em agregados contendo diminutos cocólitos.
Durante o Inverno a comunidade de cocolitóforos que se desenvolve na plataforma e vertente
continental portuguesa é rica e compreende tanto espécies de regiões temperadas como de
regiões
subtropicais.
As
diatomáceas,
dinoflagelados
259
e
silicoflagelados
eram
menos
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
abundantes, e os foraminíferos eram raros ou ausentes. A componente biogénica era mais
abundante à superfície, aumentando a componente litogénica na CNF.
A análise da componente terrígena por DRX mostrou que a CNS é maioritariamente formada
por argilas (illite, caulinite, clorite e esmectite). Na CNS, muito perto da desembocadura dos
rios e principalmente na CNF ocorrem outros minerais como quartzo, micas, plagioclases e
feldspatos-K. Contudo, a MPS da CNS consiste sobretudo em restos biogénicos autóctones,
produzidos por produção primária, sendo a componente terrígena dominante, perto dos rios,
onde a dimensão das partículas é menor. Os conteúdos de COP determinados nos dois níveis
nefelóides concordam com esta distribuição.
Na CNF, as amostras com valores superiores de concentração (perto dos rios e sobre o
depósito silto-argiloso do Douro), eram formadas na sua maioria por quartzo e filossilicatos; a
componente biogénica era insignificante e consistia em restos de cocolitóforos
e
diatomáceas.
A quantidade de cocólitos e diatomáceas presentes nas amostras reflecte a actividade
fitoplanctónica, modificada pelo grazing do zooplâncton.
Na CNF e CNS, as partículas terrígenas em suspensão provêm directamente dos perfis de
alteração dos solos da região montanhosa do Minho (>1000m). Os rios em períodos de cheias
transportam quantidades importantes de sedimentos em suspensão com uma composição muito
semelhante à encontrada nas suspensões e sedimentos finos da plataforma. Outra importante
fonte de partículas para a CNF é a resuspensão que ocorre em resultado do incremento das
correntes de fundo.
A ressuspensão de sedimentos do fundo pode ser demonstrada pelas modas presentes na CNF,
tendo sido identificada uma moda comum por volta dos 17.7-20.5µm e pela presença de
cocólitos resistentes aos processos de dissolução, como o C. pelagicus que ficam conservados
no sedimento de fundo. Durante os cruzeiros esta espécie não foi identificada na coluna de
água, desenvolvendo-se provavelmente em períodos (Verão) anteriores a estes, sofrendo agora
ressuspensão e incorporar a CNF.
4. Formação e desenvolvimento das camadas nefelóides
As isolinhas de nefelometria correspondem, por vezes, às isopícnicas. No caso do cruzeiro
Clima, a CNS que se desenvolve na vertente continental, era claramente limitada
inferiormente pela picnoclina, o mesmo se verificando para o cruzeiro OMEX II. A observação
dos valores de nefelometria e de densidade ao nível da picnoclina revela um decréscimo dos
260
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
valores da turbidez com o aumento do gradiente vertical de densidade. A semelhança entre a
espessura da CNS e a da camada de mistura superficial
pode ser interpretada como o
resultado da mistura vertical que tem lugar em situações de Inverno moderado e Outono. A
espessura da camada de mistura superficial e a CNS é variável e atinge profundidades de
70m-120m.
A CNF estende-se por toda a plataforma, devido à dispersão de material terrígeno
proveniente dos rios, principalmente do rio Douro e à remobilização local de partículas finas
(depósitos silto-argilosos) anteriormente depositadas. Durante o Outono, Inverno e Primavera,
a CNF destaca-se para formar uma CNI que foi observada ao longo do bordo da plataforma.
CNIs de menor magnitude ocorrem às mais variadas profundidades entre os 200 e os 1500m,
em águas mais homogéneas, com especial incidência de Primavera. As CNIs seguem superfícies
isopícnicas e dispersam-se através da coluna de água.
5. Sedimentos finos da plataforma média
A presença de um depósito fino na plataforma média ao largo do rio Douro foi associado ao
acarreio de material oriundo dos rios (nomeadamente o rio Douro), essencialmente em
períodos de cheias (Drago, 1998, Araújo, et al., 1994). A composição mineralógica da fracção
fina dos rios e da plataforma é muito semelhante, permitindo concluir que a componente
detritica da MPS que se encontra na plataforma é directamente exportada pelos rios,
constituindo a principal fonte sedimentar. Como traçadores mineralógicos nas águas da
plataforma continental, foram identificados a caulinite para o rio Cávado e a clorite para o rio
Minho. O rio Douro apresenta altas taxas de ilite e caulinite, que constituem os dois minerais
predominantes da MPS das águas da plataforma minhota e dos sedimentos de fundo.
Estes depósitos têm normalmente origem na deposição da MPS em áreas protegidas da
ondulação,
que na plataforma norte Portuguesa se situam por volta dos 65-130m de
profundidade.
McCave (1972) argumenta que o limite externo de deposição da MPS ocorre onde a
concentração decresce relativamente à taxa de frequência de resuspensão pelas ondas e
correntes, ou seja em zonas onde a eficácia da onda decresce, não sendo capaz de manter em
suspensão o material fino.
261
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
Outra explicação para a presença de altos valores de MPS e de alguns depósitos na plataforma
média como a "Grand Vasière" ao largo da Bretanha e o depósito Oeste do Gironda é a
concordância entre a localização do depósito e o processo de bloqueio à dispersão da MPS,
provocado por zonas frontais que separam massas de água com diferentes temperaturas e
salinidade (Castaing, 1981; Hermida, 1997). Este processo de bloqueio pode também ocorrer na
plataforma norte portuguesa, principalmente em alturas de cheias, visto que foi detectada
uma frente termo-salina em períodos de caudal elevado.
A ressuspensão dos sedimentos pelas ondas, particularmente ondas de temporal, constitui uma
das características mais comuns das plataformas continentais e é um factor importante na
região estudada, tal como nas plataformas do Mar do Norte, Costa Este dos Estados Unidos,
Califórnia e Mar de Bering (Meade et al. 1975; Feeley et al., 1979; Drake et al., 1980, Young et
al., 1981; Drake & Cacchione, 1986, 1989), para a remobilização e transferência de MPS para
profundidades superiores. Contudo, o grau de ressuspensão depende muito do grau de coesão
dos sedimentos (Eisma, 1993).
Os sedimentos que formam os depósitos finos do Douro e Minho-Galiza são essencialmente
siltosos com baixa percentagem de argila (média de 6%), podendo ser considerados
sedimentos não coesivos (Jouanneau et al., 2001). Estes sedimentos são colocados em
suspensão por ondas de temporal de 6m (altura máxima 10 m) de altura e períodos de 12s
(temporal de 19 de Novembro de 1996). Tais ondas induzem, junto ao fundo, velocidades
orbitais superiores a 20cm/s, com valor máximo de 40 cm/s (Vitorino & Coelho, 1998).
Durante os temporais, as correntes junto ao fundo, predominantemente para NW-W,
favorecem a transferencia de MPS na CNF, que pode depositar-se a maiores profundidades
(vertente ou rampa continentais) ou ser transportada para norte. Este transporte para norte
também foi comprovado pelo aumento para norte da
maturidade dos sedimentos finos da
plataforma e índice de cristalinidade das argilas.
6. Perspectivas futuras de investigação
O estudo da MPS iniciou-se no principio do século XX, sendo raras as publicações existentes
antes de 1920. Assim, desenvolveu-se sobretudo após as actividades do homem (canalização e
construção de barragens nos rios, planos de irrigação, desflorestação, agricultura, minas,
regularização da costa com estruturas de engenharia, construção de estradas e poluição) que
já tinham causado grandes alterações regionais no fornecimento, composição, transporte e
dispersão do material em suspensão. Contudo, estas alterações e os seus efeitos adversos são
262
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
de interesse cientifico geral e um importante estímulo para a continuação dos estudos da
MPS.
Estes estudos futuramente deverão compreender a utilização:
•
de satélites, que permitem visualizar os movimentos horizontais de massas de água
superficiais em vastas zonas e determinar a posição relativa das plumas túrbidas dos rios,
relacionando-as com os factores hidrodinâmicos;
•
de técnicas de medição in-situ (na coluna de água) de gradientes de velocidade,
turbulência, gradientes de concentração, dimensão das partículas, velocidades de queda
das partículas, que estão actualmente disponíveis e são necessárias para validação dos
modelos de transporte de MPS;
•
de modelos numéricos de transporte de MPS, validados por dados de campo, que
possibilitam uma previsão das condições dos sistemas (estuário, plataforma) em diversas
situações;
A utilização integrada destes dados aplicadas à região em estudo vão permitir o conhecimento
global do meio natural e os processos que o controlam, oferendo assim uma ferramenta para a
gestão integrada e responsável do ambiente de plataforma continental e estuários.
O estudo da dispersão das águas estuarinas e da dinâmica da MPS na plataforma associa-se ao
estudo da circulação a longo termo das massas de água. Infelizmente, na plataforma
portuguesa, e especificamente na plataforma norte não existem séries contínuas longas de
medições de correntes nem estações de monitorização multi-parâmetros (temperatura,
salinidade, turbidez, correntes, ondas) que iriam certamente melhorar o conhecimento
oceanográfico desta região.
Outros estudos específicos são:
•
realizar uma estimativa de balanços sedimentares nos estuários, principalmente durante
cheias. Noutras regiões, verificou-se que durante cheias a concentração dos sedimentos
pode aumentar 40 a 50 vezes e a descarga dos sedimentos é equivalente a 30 ou 50 anos
de fornecimento normal (Eisma, 1993).
•
Estudar o efeito conjunto dos temporais e das cheias no fluxo geral de sedimentos na
plataforma continental.
•
Implementar o estudo da MPS nos canhões submarinos e ao longo da vertente continental.
263
Capitulo VII
Conclusões gerais
_______________________________________________________________________________________
•
Contemplar este tipo de estudos noutras regiões da plataforma utilizando as técnicas
usadas nesta tese e outras mais inovadoras.
264
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___________________________________________________________________________
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278
Apêndice A
_______________________________________________________________________________________
Apêndice A - Nefelometria
1.Introdução
A descrição de uma massa de água não estará completa se não se fizer referência à
transparência do meio, ou seja à penetração da luz. O conhecimento deste factor tem dupla
importância, pois determina a intensidade da luz que penetra desde a superfície, ou seja a
espessura da camada fotossíntética produtiva, onde se produz a matéria viva graças à
fotossíntese, e permite também obter uma aproximação da quantidade de partículas em
suspensão. Esta última, com grande importância biológica (alimentação de organismos
aquáticos), físico-químico (adsorção de espécies químicas) e bacteriológica (suporte de
bactérias).
Os métodos mais antigos baseavam-se na observação visual de uma marca ou objecto através
de uma certa espessura de água (disco de Secchi). O inconveniente principal deste método in
situ é que não fornece uma medida de transparência a um dado nível, mas integra todas as
camadas de água atravessadas até ao desaparecimento do disco e depende da acuidade visual
do operador. Actualmente, obtém-se medidas de turbidez mais fiáveis e objectivas usando
perfiladores verticais que funcionam por transmissão ou por difusão da luz mono ou
policromática.
2.Turbidez
A turbidez de um fluido resulta da matéria que contém, quer dissolvida quer particulada. A
turbidez é uma expressão da propriedade óptica da amostra que provoca a dispersão e
absorção da luz em vez da sua transmissão em linha recta através da amostra. Quando, em
1971, foi introduzido o método nefelómetrico (dispersão da luz) para medição da turbidez,
passou-se a usar a expressão padrão NTU (Nephelometric Turbidity Unit) em detrimento das
unidades antigas JTU (Jackson, Turbidity Unit), ppm turbidity e silica scale. Assim:
Jackson Turbidity Units (JTU) = NTU = FTU
O nefelómetro mede a luz difundida a 90º (prisma) a partir de uma fonte policromática, que
pode ser de vários tipos (lâmpada de mercúrio, laser, tungsténio, silício, xénon) e emitir em
diferentes comprimentos de onda (400 a 800nm), tornando-os mais ou menos sensíveis a
partículas com diferentes tamanhos. O detector da luz também pode ser diferente: tubo
fotomultiplicador, fotodiodo de vácuo, fotodiodo de silica e fotocondutor de sulfito de
cádmio. O mais comum é o fotomultiplicador que apresenta o seu pico espectral de
i
Apêndice A
_______________________________________________________________________________________
sensibilidade na região dos ultravioletas e azuis do espectro visível. Geralmente, para um dado
detector quando a luz incidente é de pequeno comprimento de onda, o equipamento é mais
sensível a pequenas partículas. Contrariamente, quando a fonte luminosa é de grandes
comprimentos de onda é mais sensível a partículas relativamente maiores. Diferenças no
desenho físico de um nefelómetro provocam diferenças nos valores medidos para turbidez. As
medidas de nefelómetria são, tal como as outras medidas físicas, influenciadas tanto pela
amostra como pelo instrumento de medida. A interacção entre muitas amostras e
parametrizações de diferentes instrumentos pode ser muito complexa (Vanous, 1978).
A formazina tem sido adoptada como o padrão de turbidez ideal para calibração deste tipo de
instrumentos devido, à sua uniformidade e facilidade de preparação de suspensões diluídas.
Esta suspensão é formada por partículas mono-dispersas que apresentam um volume
geométrico de diâmetro médio de ≈2.5 µm (Baker et al., 2001).
2.1. Nefelómetro Aquatracka Mark III (Chelsea Instruments, Ltd)
O nefelómetro Aquatracka Mark III (Fig.1) tem como
fonte luminosa uma lâmpada de xénon. Na janela de
transmissão da luz, está equipado com lentes que filtram
todos os comprimentos de onda menos os da ordem dos
440nm, com largura de banda de 80nm (1nm=10-9 m). O
detector, colocado a 90º, é um fotodiodo sensível aos
mesmos comprimentos de onda (Fig.2).
Fig. 1. Nefelómetro Aquatracka III.
Prisma
Photodiodo
Este equipamento, que emite e detecta
comprimentos de onda do azul escuro
do
espectro
ultravioletas),
sensível
a
visível
é
partículas
(perto
dos
particularmente
Janela de
detecção
relativamente
pequenas (raio menor que 440nm) que
Janela de
transmissão
selectivamente dispersam pequenos
Fig.2 - Estrutura óptica (Manual Aquatracka III)
ii
Apêndice A
_______________________________________________________________________________________
comprimentos de onda. É altamente sensível na medição de fraca turbidez com uma precisão
de ±0.01 FTU ou 4% do valor. A calibração com formazina é realizada anualmente.
2.1.1. Procedimentos de Calibração
A formazina é preparada a partir de duas soluções:
Solução A – obtém-se dissolvendo 5.0g de sulfato de hidrazina, (NH)2 H2 SO4 , em 400 ml de
água destilada.
Solução B – obtém-se dissolvendo 50.0g de hexametileno-tetramina (C6 H12 N4 ), em 400ml de
água destilada.
Misturam-se as duas soluções A e B num balão de 1 litro e ajusta-se. Esta solução deve
permanecer 48 horas em repouso, ganhando uma turbidez branca. O padrão de formazina
preparado deste modo tem o valor de 4000 FTU, sendo estável à temperatura ambiente por
um ano.
a) Suspensões diluídas:
Para obter as suspensões intermédias, a suspensão inicial (4000 FTU) é mantida sobre
agitação magnética para a recolha das diferentes porções por pipetagem, sendo depois
diluídas com água de turbidez nula (bidestilada e filtrada).
A tabela I fornece as diluições efectuadas partir da solução a 4000FTU.
Tabela I – Preparação das soluções intermédias a partir da solução a 4000FTU
FTU
0.25
0.5
1
2
3
4
5
6
8
10
Sol.inic. (ml) /volume de água (ml)
0.125/2000
0.125/1000
0.125/500
0.125/250
0.375/500
0.200/200
0.250/200
0.375/250
0.400/200
0.500/200
Por não haver disponibilidade de pipetas com volumes tão pequenos, preparou-se uma solução
intermédia com 500 FTU (25ml da solução inicial em 200 ml de água destilada) e prepararamse igualmente as outras soluções a partir desta (Tabela II).
iii
Apêndice A
_______________________________________________________________________________________
Tabela II – Preparação das soluções intermédias a partir da solução a 500 FTU
FTU
0.1
0.25
0.5
1
2
3
4
5
6
8
10
Sol.interm. (ml) /volume de água (ml)
0.4/2000
1.0/2000
1.0/1000
1.0/500
1.0/250
3.0/500
1.6/200
2.0/200
3.0/250
3.2/200
4.0/200
b) Medições
Para a obtenção de resultados correctos as amostras devem estar perfeitamente homogéneas
antes da medição e sem bolhas de ar.
As medições começam pela obtenção do valor em volts da água limpa filtrada (sem turbidez)
que corresponderá ao zero FTU. Seguidamente cada amostra de formazina é colocada na
célula de calibração do aparelho, registando-se a voltagem correspondente. Estes valores são
utilizados posteriormente para a determinação da curva de calibração.
Antes de cada medição a célula de calibração, em quartzo, é cuidadosamente limpa com
detergente neutro e água destilada para retirar as resíduos de formazina e impurezas.
Seguidamente é colocado num recipiente com acetona pura (pro-análise), com baixa
percentagem de depósito quando seca, para retirar as gotas de água, restos de gordura e
ainda acelerar o processo de secagem.
Constatou-se que as medições deste aparelho são afectadas pela luz das lâmpadas
fluorescentes. Assim, tem que se ter o cuidado de eliminar este tipo de interferência.
c) Curva de calibração
O nefelómetro foi exposto a diferentes concentrações de formazina, preparada de acordo
com o ponto anterior, em adição à água pura. A equação seguinte foi derivada a partir das
leituras para relacionar o output do instrumento, em volts, com a turbidez em FTU (Manual do
Mk III Aquatracka):
turbidez(FTU) = 0.01140 x 10
iv
Output (volts)
– 0.114
Apêndice A
_______________________________________________________________________________________
Segundo o manual do fabricante, esta equação pode ser usada na gama dos 0-10 FTU com uma
incerteza de 0.01 FTU mais 4% do valor medido. Na região dos 10-100 FTU o sinal detectado é
reduzido por absorção da luz.
O valor zero foi determinado no laboratório usando água purificada por uma coluna iónica
(osmose) mas é possível que se encontre água mais pura, no oceano profundo. Nestas
condições, o offset da fórmula anterior deve ser substituído pelo antilogaritmo do output do
Aquatracka encontrado na água mais pura, multiplicado pelo factor de escala.
10output – 10background
Onde: output = output em volts do Aquatracka
background = volts do blank (emissão de luz tapada)
Na tabela III estão as leituras de calibração do nefelómetro realizadas pelo fabricante e
posteriormente no laboratório do Instituto Hidrográfico com o apoio do Eng. Manuel
Marreiros. Estes valores de calibração foram aplicados aos diferentes cruzeiros realizados.
Tabela III - Leituras de calibração do nefelómetro e os cruzeiros onde foram aplicadas.
Cal. Fabricante
FTU
0
0.1
0.4
1.0
4.0
10.0
-
VOLTS
1
1.274
1.659
1.990
2.556
2.942
-
Cal. IH (Corvet97)
Mar. 97
FTU
VOLTS
0
0.969
0.25
1.478
0.5
1.654
1.0
1.912
2.0
2.19
3.0
2.350
4.0
2.483
5.0
2.556
6.0
2.630
8.0
2.761
10.0
2.852
-
Cal. IH (Clima98)
Jan.98
FTU
VOLTS
0
0.978
0.25
1.431
0.5
1.625
1.0
1.878
2.0
2.146
3.0
2.280
4.0
2.419
5.0
2.504
6.0
2.580
8.0
2.697
10.0
2.794
-
Cal.IH (OMEX II)
Fev. 99
FTU
VOLTS
0
0.9
0.1
1.14
0.25
1.37
0.5
1.594
1
1.838
2
2.106
5
2.476
7.5
2.652
10
2.766
15
2.935
As rectas de calibração utilizadas nos cruzeiros e as respectivas equações que relacionam o
output em volts com a turbidez (FTU) estão representadas na figura 3. Estas rectas
apresentam um deslocamento para a vertical, que está relacionado com o abaixamento de
resolução do aparelho devido, provavelmente, ao enfraquecimento da fonte de luz e ao
envelhecimento das lentes.
v
Apêndice A
_______________________________________________________________________________________
10
Cal. fabricante
Equação: Y = 0.0114053 * X
Numero de pontos usados= 5
R-2 = 0.999725
output (volts)
FTU=0.01140 x 10
8
-0.114
Cal. CORVET96 (1997)
Equação: Y = 0.0141623 * X
Numero de pontos usados = 10
R-2 = 0.999793
FTU
6
Output (H20p)
Output(volts)
FTU= 0.01416 x 10
-0.01416 x 10
CLIMA97
Equação: Y = 0.0162503 * X
Numero de pontos usados =10
R-2 = 0.999824
4
FTU=0.01625 X 10Output(volts) -0.01625 X 10 Output(H2Op)
2
Cal.OMEX II (1999)
Equação: Y = 0.0172188 * X
Numero de pontos usados = 9
R-2 = 0.999521
FTU=0.01722 X 10
output(volts)
output(H2Op)
-0.01722 X 10
0
0
200
400
600
10**Out(volts)-10**Out blank(volts)
800
1000
Fig. 3 - Rectas de calibração e respectivas equações, aplicadas ao nefelómetro Aquatracka Mark III.
vi

ANABELA TAVARES CAMPOS OLIVEIRA Universidade

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