A análise sedimentar e o conhecimentos dos sistemas marinhos

A análise sedimentar e o conhecimentos dos sistemas marinhos

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A ANÁLISE SEDIMENTAR E O CONHECIMENTOS DOS SISTEMAS MARINHOS (versão preliminar)J. Alveirinho Dias (2004)

VIII. TIPOS DE PARTÍCULAS SEDIMENTARES VIII.1. Introdução

Os sedimentos e as rochas sedimentares cobrem cerca de 80% da superfície terrestre. Contudo, constituem apenas uma película muito fina que corresponde a 1% do volume da Terra.

Consequentemente, a grande maioria dos fundos oceânicos está coberta por sedimentos, embora a espessura da coluna sedimentar seja muito variável, oscilando entre milímetros e muitas centenas de metros, podendo atingir mesmo mais de 9km, como se verifica nalgumas fossas abissais. As idades destes sedimentos são, também muito variadas. Estima-se que os sedimentos oceânicos mais antigos têm cerca de 200 milhões de anos.

As partículas que constituem os sedimentos oceânicos têm origens muito variadas. Muitas, provêm das áreas continentais emersas. Muitas outras são constituídas em meio marinho pelos mais diversos organismos, integrandose nesta categoria quer as fezes produzidas por partes deles (coprólitos), quer as peças dos seus esqueletos (dentes, vértebras, etc.), quer os endo-esqueletos da micro-fauna e da micro-flora (carapaças de foraminíferos, valvas de diatomáceas, espículas de radiolários, frústulas de cocolitoforídeos, etc.). Quantidade significativa de partículas provém dos materiais lançados para a atmosfera (tephra) pelas erupções vulcânicas (partículas vulcanogénicas), quer por caírem directamente no oceano, quer depois de circularem mais ou menos tempo na estratosfera. Várias outras partículas são geradas directamente no meio marinho (glauconite, nódulos de manganês, etc.). outras, ainda, provêm do espaço extraterrestre (partículas cosmogénicas).

A análise de muitas destas partículas permite-nos conhecer a história da Terra. A maior parte dos conhecimentos que actualmente temos das mudanças que se verificaram no oceano e no clima durante os últimos milhares ou milhões de anos (ou seja, sobra a paleo-oceanografia e a paleoclimatologia) deve-se, precisamente, ao estudos dessas partículas. A este propósito refere-se, a título de exemplo, que a análise das paleotanatocenoses de foraminíferos permite-nos conhecer com bastante precisão as temperaturas superficiais que no passado existiram no oceano, quer no verão, quer no inverno.

Tabela 15 - Áreas e respectivas percentagens dos diferentes depósitos nos fundos oceânicos

Atlântico Pacífico Índico Oceano Mundial Tipo de Depósito área % área % área % área % poligénicos26 62328,929 25416,36 6948,962 57118,1 glaciais (icebergs)1 1901,04 5013,02 7454,08 4362,0 Terrígenos argilas pelágicas7 2847,970 84739,413 49018,091 61726,4 vasas carbonatadas49 58853,961 55633,640 13253,6151 27643,6 Biogénicos vasas siliciosas7 3878,013 5268,1 85615,832 7659,4

VIII.2. Partículas Terrígenas

VIII.2.1. Generalidades

Todas as partículas provenientes da desagregação das rochas designam-se por "terrígenas". A esmagadora maioria destas partículas tem origem nas áreas emersas dos continentes. Contudo, a acção das ondas e das correntes, bem como a alteração química, conduzem também, obviamente, à desagregação das rochas submersas, produzindo-se, aí, também, partículas terrígenas, embora a quantidade seja desprezível no que se refere ao cômputo global de fornecimento de terrígenos ao oceano.

Na terminologia de vários autores, as partículas aqui referidas são designadas por “litoclásticas”, sendo o termo “terrígeno” reservado apenas para as partículas que são transferidas do continente emerso (isto é, de terra) para o mar. assim, as partículas vulcanogénicas seriam litoclásticas mas não terrígenas. Contudo, para simplificar, segue-se neste texto a escola científica que considera os termos “litoclástico” e “terrígeno” como sinónimos.

A quantidade média de partículas terrígenas transferidas anualmente do continente para o oceano é superior a 20 biliões de toneladas (não considerando, evidentemente, as substâncias que para aí são transportadas em suspensão e acabam, por acção química ou biogénica, por ir integrar os sedimentos), ou seja, mais de 75% da quantidade total de materiais que anualmente, chega aos fundos marinhos.

Se esta quantidade fosse distribuída homogeneamente pelos fundos oceânicas, em cada km2 depositar-se-iam, em cada ano, 35,6 toneladas de materiais.

Tabela 16 - Quantidades estimadas de sedimentos transferidos do continente para o oceano

Meio de TransporteFornecimento

Percentagem

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VIII.2.2. Processos de Fornecimento

Os principais agentes de transporte de partículas terrígenas da parte emersa dos continentes para o meio oceânico são os que a seguir se discriminam.

VIII.2.2.1. Rios

A escorrência hídrica superficial, principalmente os rios constitui o principal processo de transferência de sedimentos do continente para o mar. Estima-se que, na globalidade, o abastecimento fluvial introduza anualmente no meio oceânico cerca de 18,3 biliões de toneladas de sedimentos, isto é, perto de 86% da totalidade de partículas terrígenas que, todos os anos, em média, chegam ao oceano.

As partículas grosseiras que chegam, via fluvial, ao mar, tendem a depositar-se na zona costeira, sendo redistribuídas ao longo do litoral pelos processos costeiros. As partículas finas, transportadas em suspensão, deslocam-se para mais longe da costa, sendo redistribuídas numa escala regional pelas correntes. Se a carga sedimentar em suspensão e o caudal hídrico são grandes e a agitação marinha é fraca, é frequente formarem-se frentes onde é possível distinguir bem o contacto entre as águas provenientes do rio (acastanhadas, com grande carga sedimentar em suspensão), e as águas marinhas (esverdeadas ou azuladas, com pequena carga sedimentar em suspensão).

Quando o caudal sólido fluvial afluente ao meio marinho é relativamente pequeno, os sedimentos são redistribuídos pelo litoral e plataforma (ou seja, a eficácia dos processos de distribuição é maior do que a dos processos de fornecimento), e junto à desembocadura não se constituem grandes corpos sedimentares. Quando o caudal sólido fluvial é grande (isto é, quando a eficácia dos processos de fornecimento supera a dos de distribuição), a agitação marítima não consegue remobilizar a totalidade dos sedimentos e formam-se grandes acumulações sedimentares sob a forma de deltas.

Fig. 82 - Delta do Mississipi, dominado pelo processos fluviais.

Com frequência é designado por “delta em pata de pássaro” devido à sua forma.

A forma destes é condicionada pelos níveis de actuação dos principais processos de distribuição (ondas e marés). Assim, se a agitação marítima é pouco energética e a amplitude das marés é pequena formam-se “deltas dominados por processos fluviais”, de composição essencialmente lodosa, com vários distributários, que progressivamente vão ocupando transversalmente a plataforma continental, como sucede no delta do Mississipi.

Se a agitação marítima é forte e a amplitude da maré é pequena, as ondas procedem à redistribuição dos sedimentos grosseiros e remobilizam as partículas finas (que acabam por passar para a plataforma continental), constituindo-se um “delta dominados pela onda”, que se expressa somente por uma pequena protuberância do litoral, essencialmente arenosa, apenas com um único distributário, como acontece com o delta do São Francisco.

Quando a agitação marítima é pequena mas a maré tem grande amplitude (>4m), são as correntes de maré que modelam os sedimentos fluviais, formando-se “deltas dominados pela maré”, constituídos por bancos e ilhas bastante alongadas no sentido do fluxo da maré, que progressivamente se vão desenvolvendo pela plataforma continental, como acontece com o delta do Ganges- Bramaputra.

Em Portugal, os dois principais deltas são o do Tejo (que desagua no Mar da Palha), que tipologicamente se aproxima de um delta dominado pela maré, e o do Guadiana, que tem características de delta dominados pela onda.

Fig. 83 - Delta do Guadiana. Nesta fotografia vê-se bem a saliência provocada no litoral pelo desenvolvimento do delta.

A expressão emersa e intertidal da parte sub-aérea dos deltas é, em geral, largamente excedida pela parte submarina dos deltas (também designados por cones submarinos de dejecção), dos quais o maior é o do sistema Ganges – Bramaputra, com comprimento superior a

2500km, área de cerca de 2 106 km2 , e volume superior a 5

106 km3 . Este volume é semelhante ao que todos os rios do mundo exportariam para o oceano durante 400 0 anos. Estima-se que este enorme corpo sedimentar foi sendo construído ao longo dos últimos 20 milhões de anos.

Embora menor, o delta submarino (ou cone submarino de dejecção) do Amazonas, formado nos últimos 10 ou 15 milhões de anos, é, também, impressionante. Prolonga-se pelo fundo do Atlântico por mais de 700km, até á crista

A ANÁLISE SEDIMENTAR E O CONHECIMENTOS DOS SISTEMAS MARINHOS (versão preliminar)J. Alveirinho Dias (2004) média, estimando-se que o peso dos materiais nele contidos é superior a 5 105 biliões de toneladas. Na zona de transição entre o continente e o oceano a espessura dos sedimentos é da ordem dos 8km (superior à profundidade máxima do oceano onde o rio aflui).

VIII.2.2.2. Vento

O vento, através do qual grande quantidade de partículas fina é transferido do continente para o oceano. Porém, no cômputo global, o fornecimento eólico corresponde apenas a menos de 3% (0,6 biliões de toneladas) do total de sedimentos terrígenos que anualmente chegam ao meio oceânico. Todavia, reveste-se de importância especial porquanto, em muitos casos, consegue transportar e distribuir partículas muito finas por todo o oceano mundial, designadamente para o meio das bacias oceânicas onde, normalmente, as taxas de acumulação sedimentar são muito pequenas.

Devem considerar-se dois tipos de distribuição pelo vento: na baixa e na alta atmosfera. Na baixa atmosfera, em geral, as partículas transportadas tendem a ser maiores. Junto à superfície, ocasionalmente, o vento consegue transportar, em suspensão, partículas grosseiras (por vezes com 2mm ou mais). No entanto, em geral, tal não é considerado nos cômputos globais, até porque estas partículas não se mantêm em suspensão, a quantidade fornecida ao oceano é muito pequena, a carga sólida deposita-se imediatamente na zona costeira e, em termos genéricos, o volume mobilizado é largamente excedido pelo processo inverso, isto é, pelas partículas que são deslocadas eolicamente de praia para o continente.

O volume de sedimentos transportado eolicamente para o oceano está relacionado, também, com o vulcanismo e a quantidade de materiais que são ejectados para a atmosfera. Por exemplo, estima-se que, por ocasião da erupção do vulcão Tambora, na Indonésia, em 1815, 40 biliões de toneladas de materiais foram ejectados para a atmosfera, parte dos quais foram transportados eolicamente, acabando por se depositar nas bacias oceânicas.

Na distribuição oceânica de partículas transportadas eolicamente verifica-se tendência para existirem maiores concentrações em duas bandas centradas a cerca de 30ºN e 30ºS de latitude. O maior volume de partículas transportadas para domínio oceânico são as altas cadeias montanhosas e os desertos.

Só no que se refere ao deserto do Sahara, as estimativas do fluxo anual de material eólico para o Atlântico variam, consoante os autores, entre 30 e 260 milhões de toneladas. Aliás, a importância deste fornecimento sedimentar pode ser aquilatado, no sul da Península Ibérica, através das “chuvas de sangue” que por vezes aí ocorrem, e que mais não são do que materiais presentes na atmosfera, provenientes do Sahara, que atingem a superfície devido à precipitação.

A eficácia deste processo de fornecimento ficou comprovada em 1986, aquando do desastre da central nuclear de Chernobyl: algumas semanas após o acidente foram colhidos e identificados materiais provenientes da explosão a várias centenas de metros de profundidade, no Mediterrâneo.

VIII.2.2.3. Gelo

O gelo, particularmente no que se refere aos icebergs que se desprendem dos glaciares e das calotes polares, constitui outro meio importante de transporte de partículas terrígenas para o meio marinho. Efectivamente, estes transferem para o oceano não só os produtos directamente resultantes da erosão glaciária, mas também cinzas vulcânicas transportadas eolicamente (quer na baixa, quer na alta atmosfera) para as calotes e para os glaciares de montanha, onde se foram acumulando ao longo de milhares de anos. Em termos médios, o volume da carga sedimentar dos icebergs é da ordem de 0,5% a 1,5%. Estima-se que, em média, cerca de 2 biliões de toneladas de sedimentos cheguem anualmente ao oceano por esta via.

Apesar deste processo de abastecimento ser relativamente modesto em termos globais, o fundo de algumas regiões marinhas (principalmente a latitudes elevadas) é dominado por este tipo de sedimentos. Por outro lado, os icebergs que se desprendem dos glaciares conseguem transportar materiais (designadamente seixos e calhaus, geralmente estriados) até latitudes relativamente baixas. Esses elementos litogénicos (finos e grosseiros) vão sendo libertados à medida que o iceberg se vai fundindo, depositando-se nos fundos oceânicos, por vezes a grandes profundidades, em regiões caracterizadas por sedimentação muito fina. Consequentemente, o transporte por icebergs é um processo de distribuição e de fornecimento de sedimentos terrígenos pelas bacias oceânicas (principalmente nas altas a médias latitudes) bastante eficaz.

No passado recente da Terra houve fases em que em que este tipo de fornecimento foi muito abundante, conduzindo à formação de níveis enriquecidos neste tipo de partículas, designados por níveis de Heinrich.

O principal fornecedor de gelo glacial (icebergs) para o oceano é a Antárctica, que tem um comprimento total de litoral glaciado superior a 30 000km. Estima-se que anualmente sejam aí produzidos cerca de 220 0 icebergs, correspondente a um volume total médio de cerca de 18

000km3 . Vários destes icebergs sobrevivem no oceano, indo sendo fundidos e largando a carga sólida para o fundo, durante mais de 12 anos.

A Groenlândia, em que muitos glaciares se deslocam 20 a 30m por dia, produz anualmente entre 10 0 a 50 0 icebergs, sendo responsável por cerca de 90% do total de icebergs do hemisfério norte. Estes icebergs deslocam-se para sul, chegando a viajar 2500 ou 3000km e, nalguns anos, 5000km, atingindo a latitude de 30ºN.

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