Fatores de controle na formação e evolução da barreira costeira holocênica no litoral médio do Rio Grande do Sul, Brasil

Abstract

A porção emersa da Bacia de Pelotas, no sul do Brasil, exibe um extenso sistema de barreiras costeiras holocênicas cronocorrelatas que evoluíram de forma assíncrona durante o Holoceno médio e tardio (últimos 7 ka). Neste contexto, o litoral médio do Rio Grande do Sul (RS), se destaca por representar uma área ideal para estudar a variação lateral (transição) de diferentes comportamentos de barreiras costeiras (progradacionais ou regressivas, retrogradacionais ou transgressivas e agradacionais ou estacionárias) que ocorrem numa distância de mais de 250 km. Nesta tese, diferentes abordagens (ferramentas e procedimentos metodológicos) e tipos de dados foram requeridos para avaliar as condicionantes que controlaram a evolução costeira do litoral médio durante os últimos milênios. Foram utilizadas análises estatísticas multivariadas, modelagem computacional com um modelo de comportamento morfoestratigráfico de larga escala e longo período, levantamentos geofísicos e análises geomorfológicas para testar hipóteses e alcançar os objetivos propostos. Um trecho do litoral do RS, que engloba 14 localidades, foi subdividido em quatro grupos distintos que se correlacionam com barreiras essencialmente progradacionais e agradacionais/retrogradacionais. No geral, as características da antepraia e do substrato foram as variáveis mais importantes na diferenciação dos grupos. Além destes, a orientação da linha de costa e o tipo de praia também (estágio morfodinâmico) foram fatores importantes. O Georadar, utilizado pela primeira vez em vários trechos do litoral médio, permitiu uma reinterpretação dos comportamentos da barreira que, até então, era classificada de acordo com a morfologia superficial. No entanto, ainda há uma significante alternância de barreiras com diferentes empilhamentos de fácies e morfologias superficiais que é oriunda, principalmente, da variabilidade espacial de condicionantes geológicas autogênicas que induzem diferenças em parâmetros sedimentológicos e oceanográficos ao longo da costa. Essa variabilidade espacial foi testada por meio de um modelo de comportamento geométrico (GEOMBEST). Conforme o modelo, uma pequena alteração na declividade do substrato já é capaz de alterar a deposição sedimentar regional, sendo responsável por um comportamento de barreira inesperado devido ao contexto em que se encontra (projeção costeira). Assim, o principal controle responsável pela variação do tipo de barreira entre São José do Norte e Cidreira nos últimos milênios (5,6 ka até o presente) foi o balanço sedimentar diferencial. Esse balanço sedimentar foi estimado entre -8 a +4,5 m³/m/a ao longo do litoral médio do RS.

The Pelotas Basin emergent landmass (southern Brazil) manifests an extensive coastal barrier system with a similar age. The evolution of these barriers occurred asynchronously over the past 7 ka. In this context, the midcoast of Rio Grande do Sul State (RS), between São José do Norte (Patos Lagoon mouth) and Cidreira, provide a valuable area for studying the lateral variation (transition) of coastal barrier with different behaviors (progradational or regressive, retrogradational or transgressive and aggradational or stationary) which occurs in more than 250 km in length (alongshore dimension). Thus, this research is carried out to evaluate the major controls on coastal evolution of the midcoast of RS during the mid- and late Holocene. Therefore, different approaches (tools and methodological procedures) and data types were required. Multivariate statistical analyzes, computational modeling with a large-scale/long-term morphostratigraphic model, geophysical surveys and geomorphological analysis were used to test the hypotheses and achieve the proposed objectives. This alternating of barriers with different stacking pattern of facies and surface geomorphologies stems from the spatial variability of autogenic geological constraints which in turn affects sedimentological and oceanographic parameters alongshore. A stretch of the RS coast, which encompasses 14 locations, was classified mainly into four distinct groups that correlate with progradational and aggradational/retrogradational barriers. Overall, the characteristics of the shoreface and the substrate were the most important parameters in the differentiation of the groups. In addition to these, the shoreline orientation (wave exposure) and the beach type were also important factors. Georadar surveys allowed a reinterpretation of barrier behaviors. There is still a significant alternation of barriers with different stacking of facies and surface morphologies that derives mainly from the spatial variability of autogenic geological constraints that induce differences in sedimentary and oceanographic parameters alongshore. This spatial variability was tested using a behavior-oriented model (GEOMBEST). According to the model, a slight change in the slope of the substrate is already capable of altering the regional sedimentary regime, being responsible for an unexpected barrier behavior according to its coastal setting (large-scale coastal projection). Thus, the main control responsible for the variation of the barrier type between São José do Norte and Cidreira in the last millennia (5.6 ka to the present time) was the differential sedimentary budget. This sediment budget was estimated as follows: -8 to +4.5 m³/m/a along the midcoast of RS.