Evolução do delta do rio São Francisco - estratigrafia do Quaternário e relações morfodinâmicas

Abstract

A arquitetura deposicional do delta do rio São Francisco foi descrita pela primeira vez nesta tese, tendo por base a análise de dados obtidos de furos de sondagem SPT realizados na planície deltaica. Durante o Último Máximo Glacial (UMG), a plataforma continental esteve exposta, tendo o rio São Francisco nela escavado um vale. Com a subsequente subida do nível do mar, este vale foi inundado, passando a comportar-se como um estuário do tipo dominado por ondas. A partir de 8 ka cal., iniciou-se a progradação deltaica, provavelmente devido à diminuição na taxa de subida do nível do mar. Entre o UMG e 8 ka cal., a variação do nível do mar parece ter sido o principal fator controlador dos ambientes deposicionais que se estabeleceram sucessivamente na área da planície deltaica. A partir de 8 ka cal., no entanto, a diminuição nas taxas de variação do nível do mar permitiu que outros fatores se evidenciassem como controladores da evolução da região, destacando-se entre eles a relação morfodinâmica entre deriva litorânea, orientação da linha de costa/batimetria e descargas fluviais. A deriva litorânea foi simulada para as linhas de costa que representaram marcos na história evolutiva do delta: a de 8 ka cal., que marca o início da formação do delta, quando a linha de costa era embaiada; a de 4,7 ka cal., quando a linha de costa tornou-se retilínea; e a atual, em forma de cúspide. Em 8 ka cal., a deriva litorânea convergia para dentro do embaiamento, o que favoreceu o seu rápido preenchimento a uma taxa de 5,4 m/ano, até a linha de costa tornar-se retilínea em 4,7 ka cal. Nessa situação, a deriva litorânea adquiriu sentido NE-SW e intensidades elevadas. Atualmente, a deriva litorânea, ainda de sentido NE-SW, reduziu-se consideravelmente. As condições de deriva litorânea verificadas atualmente indicam que o delta encontra-se próximo de um estado de equilíbrio no que tange à orientação da linha de costa. Entre 4,7 ka cal. e o presente, a taxa de avanço da linha de costa reduziu-se para 2 m/ano, possivelmente devido a fatores diversos, tais como a característica da deriva litorânea de dispersar os sedimentos, a captação dos sedimentos do rio pelo canhão do São Francisco, e a formação de dois campos de dunas a partir de 3 ka. Como a simulação da deriva litorânea foi feita utilizando o mesmo clima de ondas para os três cenários, e seus resultados foram confirmados pelos indicadores morfológicos de deriva litorânea encontrados na planície deltaica, concluiu-se que as mudanças da deriva litorânea ao longo do Holoceno deram-se unicamente devido às mudanças na orientação da linha de costa e na batimetria, impulsionadas por processos de retroalimentação. Esse sistema morfodinâmico parece ter sido o principal fator controlador da evolução do delta a partir de 8 ka cal. Nesta evolução teve também papel importante a descarga fluvial, que funcionando como um molhe hidráulico, permitiu a formação da cúspide deltaica a partir de 4,7 ka cal.

The depositional architecture of the São Francisco River delta is described for the first time in this thesis, based on the analysis of samples of boreholes drilled by means of the Standard Penetration Test (SPT) method in the delta plain. During the Last Glacial Maximum (LGM) a river valley was excavated in the continental shelf, exposed at this time. After the LGM, the sea level began to rise and this valley was flooded, behaving since then as a wave-dominated estuary. Around 8 cal. ka, delta progradation began, probably due to the decrease of the rate of the sea level rise by this time. Sea-level changes were probably the main factor that controlled the depositional environment established in the delta plain region in between the LGM and 8 cal. ka. Since 8 cal. ka, however, the decrease of the rates of sea-level changes has allowed that other factors initiate a more effective influence on the evolution of the region, such as the morphodynamic relation among longshore drift, coastline orientation/bathymetry and fluvial discharge. We have simulated the longshore drift for three distinct outlines of the coast, that of 8 cal. ka, 4.7 cal. ka, and the present, which represent significant marks in the morphological evolution of the São Francisco River delta during the Holocene. At 8 cal. ka the coastline was embayed and the delta progradation had just begun. The longshore drift converged inside this bay, favoring its quick filling at a rate of 5.4 m/year. At 4.7 cal. ka the coastline became straight. The longshore drift acquired a NE-SW direction with high intensity value. At the present the coastline has a cusp form and the longshore drift still has a NE-SW direction, but its intensity was greatly reduced. The longshore drift conditions that prevail now indicate that the delta is near to a state of equilibrium in relation to the coastline orientation. Between 4.7 cal. ka and the present the rate of coastline advance decreased to 2 m/year, possibly due to factors like the longshore drift spreading character, the bypassing of sediments to the São Francisco canyon and the formation of two dune fields since 3 ka. Because the longshore drift simulation was done utilizing the same wave climate for the three scenarios and the results were corroborated by the morphological indicators of the longshore drift found in the delta plain, we have concluded that the changes in the longshore drift during the Holocene is only due to changes in the coastline orientation and bathymetry, triggered by feedback processes. This morphodynamic system was the main factor that controlled the evolution of the delta since 8 cal. ka. Also important to this evolution was the fluvial discharge, which has acted as a hydraulic groin, making possible the formation of the deltaic cusp since 4.7 cal. ka.