Dinâmica, Utilização e Preservação do Meio Ambiente

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COMPARTIMENTAÇÃO GEOMORFOLÓGICA NO SETOR CENTRAL DO PLANALTO DAS ARAUCÁRIAS: CORRELAÇÃO ENTRE LITOLOGIA, ESTRUTURA, RUGOSIDADE, DECLIVIDADE E CURVATURA DO TERRENO

Jacson Gosman Gomes de Lima

Marga Eliz Pontelli

Andrea Cristina Lima Santos Matos

Rafael Lima Dessart

Introdução

A compartimentação geomorfológica é uma maneira de individualizar unidades de relevo a fim de ressaltar os fatores envolvidos em sua elaboração, sejam eles morfoclimáticos, sejam morfoestruturais ou morfotectônicos (CORRÊA; FONSECA, 2010). No âmbito da Bacia do Paraná, há décadas estudos dessa natureza vêm sendo desenvolvidos.

O Planalto das Araucárias, uma das unidades morfoesculturais do Planalto Basáltico da Bacia do Paraná (ALMEIDA, 1956), apesar de guardar certa homogeneidade, é passível de compartimentação. Apresenta ampla distribuição geográfica e, por consequência, diferenças significativas no que se refere aos aspectos geológicos e geomorfológicos (PAISANI et al., 2019).

Trabalhos clássicos de compartimentação geomorfológica desenvolvidos na unidade morfoescultural do Planalto das Araucárias têm demonstrado as diferenças do meio físico. No estado do Paraná, destacam-se os estudos de Maack na década de 1940 e 1950 (MAACK, 1947; 1968) e, mais recentemente, de Santos et al. (2006). Já no estado de Santa Catarina, são poucos os trabalhos de compartimentação geomorfológica referentes à unidade do Planalto das Araucárias. Por muito tempo, as principais contribuições foram aquelas derivadas dos estudos clássicos de Maack (1947), Almeida (1952) e Peluso Jr. (1986). Mais recentemente, pesquisadores trouxeram novas contribuições para a temática em parte do estado (SORDI; SALGADO; PAISANI, 2016). Em relação ao Rio Grande do Sul, a situação não é muito diferente dos demais estados, com poucos trabalhos de compartimentação geomorfológica (CARRARO et al., 1974; IBGE, 1986; MÜLLER FILHO, 1970).

Ao analisar esses trabalhos, verifica-se que a maioria utiliza como limites geográficos as unidades da Federação, assim como nomenclaturas e escalas distintas para unidades geomorfológicas que muitas vezes transcendem os limites estaduais. Nesse contexto, a compartimentação apresentada busca suprir a lacuna de caracterização de áreas situadas entre esses limites. Assim, foi estabelecido recorte espacial com cerca de 11.000 km², abrangendo desde a Serra da Fartura, divisa entre estados do Paraná e de Santa Catarina, até a margem esquerda do Rio Uruguai, norte do Rio Grande do Sul.

A área de estudo

O recorte espacial do Planalto das Araucárias (ALMEIDA, 1956), selecionado para estudo, totaliza 11.000 km², abrangendo o sudoeste do Paraná, o oeste de Santa Catarina e o noroeste do Rio Grande do Sul (Figura 1). Essa área é dominada por clima mesotérmico constantemente úmido (Cf), sem estação seca e temperatura amena, conforme classificação de Köppen. Nos setores com altitudes menores, os verões são quentes (Cfa), já nas áreas mais elevadas são frescos (Cfb) (CATALDO, 1964). A temperatura média anual é inferior a 20º C, podendo superar 40º C em janeiro. Os meses mais frios são junho/julho, quando as temperaturas podem ser inferiores a -10º C nos setores mais elevados.

Figura 1 – Localização da área de estudo

Fonte: Lima (2020)

A precipitação, em geral, é bem distribuída ao longo do ano, podendo superar 2000 mm nos setores mais elevados (INMET, 2018). Registros da estação meteorológica de Palmas indicam, em geral, julho sendo o mês mais seco (104,6 mm), e março o mês mais úmido (182,1 mm). Em Chapecó, com altitude média de 650 m, o acumulado de chuva anual é próximo de 1.653,9 mm, com março como mês mais seco (103,4 mm) e fevereiro como mês mais chuvoso (173,4 mm).

O substrato rochoso é composto por pacote vulcânico do Grupo Serra Geral, podendo atingir mais de 1.000 m de espessura (Figura 2). Em escala de afloramento, ocorrem rochas de natureza básica, intermediária e ácida. As rochas ácidas e intermediárias compõem as Formações (Fms.) Palmas (AFP) e Chapecó (AFC), já as de natureza básica pertencem às Fms. Campo Erê, Campos Novos, Cordilheira Alta, Paranapanema e Esmeralda (FREITAS; CAYE; MACHADO, 2003; WILDNER et al., 2014).

Figura 2 – Formações geológicas da área de estudo, conforme Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM)

Fonte: CPRM (2019b)

As rochas ácidas AFP são, em geral, compostas por riodacitos e riolitos mesocráticos, microgranulares a vitrofíricos, apresentando forte disjunção tabular no topo dos derrames, sendo maciço na porção central, com presença de dobras de fluxo e autobrechas frequentes, vesículas preenchidas dominantemente por calcedônia e ágata. As rochas ácidas AFC são compostas por riodacitos de textura porfirítica, com associação de quartzo-latito, andesito, riolito, brecha de fluxo e vitrófiro, riolito de textura afírica (ARIOLI; LICHT, 2013; WILDNER et al., 2014).

As rochas das Fms. Campo Erê, Campos Novos, Cordilheira Alta, Paranapanema e Esmeralda são predominantemente básicas, com presença de zonas vesiculares preenchidas por minerais tipo quartzo, zeólitas, carbonatos de ca, celadonita, opalas, Cu nativo e barita (WILDNER et al., 2014). Os basaltos variam de cinza microgranular (Fm. Paranapanema) a granular fino a médio (Fm. Campo Erê), melanocráticos finos (Fm. Cordilheira Alta) a dominantemente pretos e microgranulares (Fm. Campos Novos; Fm. Esmeralda).

Estruturalmente, destacam-se, na área de estudo, o lineamento de Taquara Verde, a Zona de Falha de Lancinha/Cubatão e a Sinclinal de Torres (Figura 3), respectivamente orientados para E-W, N50-70E, N50-60W. Falhas/fraturas mapeadas na área estão orientadas principalmente para NE-SW e NW-SE (CPRM, 2019a), assim como os lineamentos da Bacia do Paraná (ZALÁN et al., 1987). Lineamentos geomorfológicos (positivos e negativos) estão orientados majoritariamente para NW-SE e NE-SW, concordantes com a Zona de Falha de Lancinha/Cubatão (ARIOLI; LICHT, 2013; FREITAS; CAYE; MACHADO, 2003; LIMA; BIFFI; PONTELLI, 2019).

Figura 3 – Mapa estrutural da área de estudo

Fonte: Lima (2020)

Os cursos de água pertencem a dois sistemas hidrográficos: ao norte do divisor de águas (Serra da Fartura), subordinados ao Rio Iguaçu; ao sul desse divisor, tributários do Rio Uruguai (Figura 3). De modo geral, a rede de drenagem apresenta densidade média, sinuosidade mista, angularidade baixa, tropia multidirecional, assimetria fraca, e, isoladamente, formas anômalas de drenagem, como cotovelos, meandros isolados e arcos (SOARES; FIORI, 1976).

Topograficamente na área estudada, individualizam-se seis remanescentes de superfícies incompletamente aplainadas (S3 a S8; Figura 4), segundo classificação de Paisani, Pontelli e Andres (2008) e Paisani et al. (2014). As formas de relevo, nessas superfícies, variam de topos tabulares suavemente ondulados a patamares extensos e curtos (degraus estruturais), bem como relevos residuais (mesetas). Os vales ora são fechados, ora abertos, com encostas na maioria convexas. Ocorrem rios com meandros estruturais, bem como canais conectados e desconectados da rede hidrográfica.

Figura 4 – Remanescentes de superfícies incompletamente aplainadas na área de estudo

Fonte: Lima (2020)

Correlacionando o substrato rochoso na área com os remanescentes de superfícies incompletamente aplainadas, percebe-se que estas são mantidas pelas rochas tanto básicas como ácidas do Grupo Serra Geral. Estudos prévios demonstram que as rochas ácidas sustentam as superfícies mais elevadas, com declividade menor de 20% (Figura 5) e relevo variando de plano a ondulado, interflúvios aplainados, vertentes retilíneas e convexas, e vales de fundo chato. Já nas superfícies com domínio das rochas básicas, o relevo é mais dissecado, fortemente ondulado, com declividade acima de 20%, predominando interflúvios alongados, cristas marcadas, vertentes retilíneas e convexas e vales em V abertos e fechados (BIFFI; PAISANI, 2018; LIMA; BIFFI; PONTELLI, 2019; PAISANI et al., 2013).

Figura 5 – Declividade da área de estudo

Fonte: Lima (2020)

Em geral, a cobertura superficial na área de estudo caracteriza-se por materiais muito evoluídos quimicamente, com espessuras variadas, podendo ultrapassar 10 m. Os solos são oxídicos, das classes dos latossolos e nitossolos (ALMEIDA, 2017; BERTUOL, 2014; DAL-BERTI, 2015; GASPARI; PONTELLI; BIFFI, 2020; PAISANI et al., 2013; PONTELLI et al., 2015). Exceção a essas características se verifica nas áreas mais altas mantidas por rochas ácidas, como a Superfície de Cimeira Palmas/Caçador (BIFFI; PAISANI, 2018). Nesse setor, a cobertura superficial é predominantemente constituída por cambissolos e neossolos litólicos, bem como por depósitos coluviais, colúvio-aluviais e paleossolos, neossolos flúvicos com horizonte A húmico. Essas características indicam sequências alternadas de morfogênese e pedogênese na área (PAISANI et al., 2019).

Originalmente, os setores na área de estudo acima de 500 m eram ocupados pela Floresta Ombrófila Mista (FOM), popularmente conhecida como Floresta de Araucária. Esta inclui representantes da floresta tropical e subtropical do Brasil, distribuídos em dois níveis: superior, composto por árvores de grande porte; inferior, composto por árvores de menor porte, além de arbustos, lianas, ervas, epífitas (bromélia, orquídeas e cactáceas), entre outros (IBGE, 2005; MAACK, 1947).

Em altitudes inferiores a 500 m, ocorriam as Florestas Semidecidual e Decidual. A principal característica é a semi/decidualidade estacional, com queda parcial da folhagem da cobertura superior da floresta, que varia de 20% a 50%. Essa característica, associada à ausência de Araucárias, é a principal distinção da FOM (IBGE, 2005; MAACK, 1947). Assim como a Floresta de Araucária, as Florestas Semi/Deciduais atualmente estão restritas a pequenas áreas ainda preservadas.

A vegetação de Campos, em geral, individualiza-se nos setores acima de 1.000 m, sendo, na maioria dos casos, correlata às zonas de ocorrência das rochas ácidas (IBGE, 2005; MAACK, 1947). Caracteriza-se por apresentar cobertura predominantemente herbácea, diversidade muito grande de gêneros de gramíneas e arbustos, que geralmente são encontradas sob solos mais pobres. Nas margens dos rios e áreas mais úmidas, destacam-se as matas de galerias e campões isolados, ambos apresentando associações florísticas semelhantes às matas de Araucária (IBGE, 2005; MAACK, 1947).

Metodologia

A compartimentação do terreno foi obtida utilizando-se o Índice de Rugosidade do Terreno (IRT), de Riley et al. (1999), visto ter demonstrado bons resultados em estudo de cunho geomorfológico regional no Planalto das Araucárias (BIFFI; PAISANI, 2018). Com o modelo de elevação digital, obtiveram-se valores de rugosidade pela análise das células vizinhas. Cada célula apresenta valor de altitude, sendo possível calcular indicador de rugosidade combinando as inclinações entre a célula de referência e as células vizinhas (GISBERT; MARTÍ, 2010).

Para a área de estudo, o mapa IRT foi obtido de imagem de radar (SRTM 30 m), no software Quantum Gis®. Identificaram-se sete compartimentos geomorfológicos para o setor central do Planalto das Araucárias. O índice IRT permitiu estabelecer limites entre os compartimentos, os quais dividem setores com IRT médio diferentes. Utilizou-se análise de relevo sombreado, de declividade e da curvatura do terreno como auxiliar na determinação dos limites teóricos entre compartimentos.

Depois, realizou-se a caracterização dos compartimentos geomorfológicos a fim de compreender as diferenças e semelhanças entre si, bem como o papel da litologia e dos lineamentos estruturais no relevo. Primeiramente, montou-se banco de dados em formato raster e shapefile para cada um dos compartimentos. De posse dos dados organizados, com auxílio da imagem de radar (SRTM 30 m) no software Quantum Gis®, foram obtidos o IRT médio, a declividade média e a altimetria de cada compartimento. Com o Global Mapper® versão 20, com base no SRTM 30 m, foi obtido o shapefile da orientação dos topos de morros. Posteriormente, foi analisada a geologia de cada compartimento visando estabelecer qual é o tipo rochoso predominante. Por fim, foi analisado o arranjo de canais para se estabelecer o padrão de drenagem.

Na sequência, utilizando o software Spring 5. 5. 1®, obtiveram-se os dados estatísticos e geraram-se gráficos de roseta dos lineamentos geomorfológicos, lineamentos de drenagem, falhas inferidas, falhas/fraturas, lineamentos magnéticos, canais de primeira e segunda ordem e dos topos de morros. Esses dados foram correlacionados, objetivando entender qual é a direção estrutural mais importante em cada compartimento. A distribuição das anomalias de primeira e segunda ordem, assim como dos cotovelos de drenagem e curvas anômalas, também foi considerada, visando estabelecer o grau de influência tectônica.

A caracterização geral do relevo foi elaborada do mapa de relevo sombreado. No Quantum Gis®, utilizou-se a ferramenta Terrain Profile para traçar perfis do terreno, distribuídos em diferentes setores de cada compartimento. Com base nesses perfis, reconheceram-se as características gerais do relevo — topos de morro, encostas, tipos de vale — utilizando como referência o Manual técnico de geomorfologia do IBGE (2009). Utilizou-se análise de curvatura vertical para interpretação das formas da superfície do terreno — côncavas, convexas e retilíneas. Esse procedimento contribui na identificação de unidades homogêneas do relevo (GARCIA, 2015). Nessa caracterização, foram utilizados dados raster de curvatura vertical (três classes), disponíveis no banco de dados Topodata (http://www.webmapit.com.br/inpe/topodata/), das folhas 26_54, 26_525, 27_54 e 27_525. Esses dados foram importados para Quantum Gis® e mesclados, resultando em um mosaico, que foi cortado com os limites dos compartimentos geomorfológicos da área de estudo.

Por fim, realizou-se trabalho de campo para confirmar a caracterização dos compartimentos geomorfológicos. Observaram-se aspectos gerais da paisagem e mediram-se atitudes de estruturas rúpteis em afloramentos rochosos. O primeiro procedimento permitiu verificar as principais características do relevo. A análise de estruturas rúpteis visou, principalmente, encontrar indícios de influência tectônica, principalmente de falhas. Com auxílio de bússola geológica tipo Brunton, mediram-se atitudes de estruturas rúpteis em afloramentos de rocha, aqui denominadas genericamente de fraturas de campo.

A caracterização dos compartimentos geomorfológicos findou com a elaboração de perfis topográficos no Global Mapper®, versão 12, para verificar os diferentes níveis topográficos nos compartimentos geomorfológicos. Nesses perfis, plotaram-se as formações geológicas e os lineamentos estruturais. A correlação dos perfis topográficos com a geologia e as estruturas permitiu avaliar o controle litoestrutural e a ocorrência de níveis geomorfológicos distintos (BIFFI; PAISANI, 2018; CARVALHO, 2012; SORDI; SALGADO; PAISANI, 2016).

Compartimentos geomorfológicos

As diferenças litológicas entre rochas vulcânicas ácidas e básicas resultam em diferenças substanciais no relevo, permitindo individualização de dois compartimentos morfoestruturais: um vinculado às rochas ácidas e outro às básicas. Em geral, as áreas menos rugosas ocorrem no domínio das rochas vulcânicas ácidas, onde o relevo é menos acidentado, os vales são menos pronunciados, a declividade é menor (< 8%) e predominam superfícies de terreno retilíneas. Já onde ocorrem rochas vulcânicas básicas, a rugosidade é elevada, o relevo é acidentado com vales profundos e divisores de água retilinizados, a declividade é mais elevada (> 8%) e as superfícies do terreno são predominantemente côncavas e convexas (Figura 6).

Figura 6 – Principais mapas bases utilizados para compartimentar a área de estudo

Fonte: Lima (2020)

Utilizando-se IRT, análise visual de imagens sombreadas, declividade e curvatura do terreno, obteve-se subdivisão da área de estudo em unidades geomorfológicas menores. Os limites geográficos entre os compartimentos foram estabelecidos utilizando-se, principalmente, IRT. Esses limites se localizam na borda de rupturas topográficas, formando verdadeiros degraus no relevo, e/ou na transição entre áreas com diferentes graus de dissecação (Figura 7).

Figura 7 – Mapa de rugosidade do terreno, com perfis destacando a transição entre áreas menos e mais rugosas

Fonte: Lima (2020)

A frequência absoluta dos valores IRT mostrou valores entre 1 e 179 (Figura 8), correspondendo a quatro classes de nivelamento (RILEY et al., 1999): plano; quase plano; levemente rugoso; intermediariamente rugoso. Em geral, os maiores valores de IRT ocorrem no domínio das rochas básicas, cujos graus de dissecação e de declividade são maiores.

Figura 8 – Histogramas de frequência absoluta dos valores IRT para a área de estudo e os compartimentos geomorfológicos individualizados

Fonte: Lima (2020)

Os compartimentos com maiores valores de IRT são o III e o V (Figura 8), com IRT médio, respectivamente, de 41 e 53. São mantidos, majoritariamente, por rochas básicas, onde ocorrem as maiores declividades médias da área de estudo: 22% (III) e 25% (V). Os compartimentos com menores índices de rugosidade do terreno são aqueles que formam platôs nivelados na paisagem, superfícies de cimeira (BIFFI; PAISANI, 2018) sustentadas principalmente por rochas ácidas, como o compartimento IV: IRT médio 22 e declividade média de 12%.

Dos sete compartimentos geomorfológicos (I a VII) identificados, os compartimentos I, II, III transcendem os limites estaduais entre Santa Catarina e Paraná. Os compartimentos IV e V abrangem territórios catarinenses e gaúchos, enquanto o compartimento VI é totalmente gaúcho; e o VII, majoritariamente catarinense (Figura 9).

Figura 9 – Compartimentos geomorfológicos da área de estudo

Fonte: Lima (2020)

1. Compartimento geomorfológico I

O compartimento geomorfológico I abrange 180,8 km², distribuídos, principalmente, pelo Paraná e por pequena área em Santa Catarina (Figura 9). É sustentado por rochas básicas das Formações Cordilheira Alta, Paranapanema e Campo Erê. O IRT médio é 24, o relevo ondulado e a declividade média são de 13%. A altitude varia de 685 m a 957 m, com média de 801 m. As maiores altitudes correspondem ao divisor de águas regional dos sistemas hidrográficos dos Rios Iguaçu e Uruguai, a Serra da Fartura.

Os rios que drenam esse compartimento são tributários do Rio Chopim, afluente da margem esquerda do Rio Iguaçu, com padrão de drenagem predominante dendrítico (Figura 3). Os elementos estruturais tanto de superfície quanto os de subsuperfície concentram-se, a maioria, no quadrante NW, indicando essas direções estruturais como mais importantes (Figura 10).

Figura 10 – Diagramas de rosetas dos lineamentos estruturais do compartimento geomorfológico I

Fonte: Lima (2020)

Verifica-se boa correlação entre canais de primeira e segunda ordem, lineamentos magnéticos e falhas/fraturas (Figura 10), indicando que essas estruturas foram reativadas recentemente. Isso mostra influência neotectônica. Em campo, não foram encontradas evidências de tectonismo, como falhas. Contudo isso não exclui a influência tectônica, pois se trata de área com cobertura superficial espessa e rochas intensamente diaclasadas (ETCHEBEHERE et al., 2004). Nesses locais, o êxito na identificação de movimentação tectônica, em campo, é pequeno.

Os topos de morros são convexos, formando divisores de água alongados orientados na maioria para NE (54%), com classe modal o trend N 40-50 E (Figura 10). Assim como a drenagem, o relevo indica influência estrutural. No entanto há influência mais antiga, uma vez que os trends NE estão associados a estruturas mais antigas do embasamento da Bacia do Paraná (ZALÁN et al., 1987).

A análise do relevo mostra que os vales não apresentam padrão predominante. Podem ser do tipo V fechado, mais próximo aos divisores de água; V aberto em cotas intermediárias; e de fundo plano no vale dos rios maiores. As encostas não apresentam padrão predominante. Ocorrem encostas côncavas, convexas e retilíneas. Nas encostas mais longas, observa-se que o terço superior é retilíneo; a média encosta é convexa; e a baixa encosta, côncava.

As curvaturas do terreno mostram predomínio de superfícies côncavas (41%). As superfícies retilíneas totalizam 29%; e as convexas ocupam, aproximadamente, 30% da área total (Figura 6). As superfícies côncavas correspondem aos vales dos rios, portanto relacionadas à ação fluvial, e sua predominância tem relação direta com a densidade de drenagem. As superfícies retilíneas ocorrem por todo o compartimento, não apresentando controle litológico aparente, uma vez que ocorrem de forma homogênea. As formas convexas estão, em geral, relacionadas aos topos de morros.

Nos setores mais elevados, até cerca de 800 m, o relevo é sustentado por rochas básicas da Formação Paranapanema, enquanto abaixo dessa cota é mantido pelas rochas básicas da Formação Cordilheira Alta (Figura 11). Observam-se quatro níveis topográficos ao longo do perfil A-B, com transição de um patamar para outro marcada por rupturas topográficas. Estas não apresentam relação aparente com a mudança de formações litológicas.

Figura 11 – Relação da topografia com a geologia e estruturas tectônicas no compartimento geomorfológico I. Exagero vertical do perfil: