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Anais 5º Simpósio de Geotecnologias no Pantanal, Campo Grande, MS, 22 a 26 de novembro 2014Embrapa Informática Agropecuária/INPE, p.

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A planície interleques do rio Piquiri, bacia do Pantanal

Fabiano do Nascimento Pupim1

Mario Luis Assine2

Eder Renato Merino1

Hudson de Azevedo Macedo1

Aguinaldo Silva3

1Universidade Estadual Paulista – UNESPPrograma de Pós-Graduação em Geociências e Meio Ambiente

Av. 24A, 1515, Bela Vista; Cep 13506-900 – Rio Claro-SP, [email protected]; [email protected]; [email protected]

2 Universidade Estadual Paulista – UNESPDepartamento de Geologia Aplicada - DGA

Av. 24A, 1515, Bela Vista; Cep 13506-900 – Rio Claro-SP, [email protected]

3Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – UFMSCampus Pantanal – Departamento de Ciências do Ambiente

Av. Rio Branco, 1270, Vila Mamona. Caixa Postal 252Cep 79.304-902 – Corumbá – MS, Brasil.

[email protected]

Resumo. A bacia do Pantanal possui amplo trato deposicional dominado por sistemas de leques fluviais, planícies fluviais e sistemas lacustres. Na última década, a maior parte dos estudos referentes a esses sistemas deposicionais teve como foco os grandes sistemas fluviais distributários (megaleques fluviais), ao passo que as planícies fluviais ainda carecem de informação. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar os compartimentos geomorfoló-gicos da planície fluvial do rio Piquiri, com base em imagens de satélite e modelos digitais de elevação. Ao aden-trar na planície do Pantanal, o rio Piquiri assume padrão aluvial, sendo seu sistema deposicional composto por um cinturão de meandros atual encravado em depósitos de planícies fluviais abandonadas, cuja superfície é marcada por paleocanais entrelaçados. Esse sistema possui características que o diferenciam dos sistemas distributários, pois sua rede de drenagem atual é formada por canais tributários que drenam os sistemas vizinhos, o que permite classifica-lo com um sistema fluvial interleques ou planície interleques. O reconhecimento de diferentes padrões fluviais e o estabelecimento de relações morfológicas entre eles permitiram estabelecer uma cronologia relativa dos eventos, segundo as planícies dominadas por canais entrelaçados foram construídas no Pleistoceno tardio, ao passo que canais meandrantes refletem condições ambientais mais úmidas reinantes no Holoceno.

Palavras-chave: interleque, rio Piquiri, mudança ambiental.

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Anais 5º Simpósio de Geotecnologias no Pantanal, Campo Grande, MS, 22 a 26 de novembro 2014Embrapa Informática Agropecuária/INPE, p. 849 -857

Abstract. The Pantanal basin is a complex depositional system tract composed by fluvial fans, fluvial plains and lacustrine systems. Most of the researches have been focused on understanding the megafans dynamic and their quaternary evolution, with little attention to the fluvial plains and lack of information. The aim of this paper is to describe the depositional landforms and sedimentary processes that characterize the Piquiri fluvial, based on sa-tellite imagery and digital elevation models. The Piquiri system comprises an aggradational meander belt confined in a valley incised on deposits of an abandoned and wider fluvial plain. This system is topographically lower than the surrounding fluvial fans, forming a tributary drainage that can be classified as an interfan system. Recognition of distinct channel patterns allowed us to establish a relative chronology of events, according to which the abando-ned plains dominated by braided channels were built in the late Pleistocene and the meandering channels in wetter conditions during the Holocene reflecting an important paleoclimatic change. .

Key-words: interfan, Piquiri river, environmental changes.

1. Introdução

A planície do Pantanal é a expressão morfológica da bacia do Pantanal, uma extensa área de acumulação de sedimentos com topografia bastante plana e frequentemente sujeita a inunda-ções. As altitudes variam entre 80 e 200 m, com gradiente topográfico entre 0,3 a 0,5 m/km na direção EW e 0,03 a 0,15 m/km na direção NS (DNOS, 1974). Apesar da aparente monotonia topográfica, o Pantanal não é uma planície homogênea, sendo constituído por um amplo trato deposicional dominado por sistemas de leques fluviais, planícies fluviais e sistemas lacustres (Assine & Soares, 2004)

Desta forma, o pantanal é um é um vasto laboratório natural para estudos geológicos e geomorfológicos. Dentre a grande variedade de temas que podem ser explorados, os grandes sistemas fluviais distributários (megaleques fluviais; Assine, 2005; Assine & Silva, 2009; Bue-hler et al., 2011; Makaske et al., 2012; Zani et al., 2012; Corradini & Assine, 2012; Assine et al.; 2014) e sistemas lacustres (McGlue et al., 2011; 2012; Whitney et al., 2011; Metcalfe et al., 2014) têm atraído a maior parte do interesse da comunidade científica nacional e internacional nos últimos anos, enquanto que os sistemas de planícies fluviais tributárias/coletoras são ainda pouco conhecidos em termos da sua história geológica, processos geomorfológicos, funciona-mento hidrológico e modelos de fácies.

O rio Piquiri têm suas nascentes no planalto do Taquari-Itiquira, onde é caracterizado por rede de drenagem tributária que escava rochas sedimentares da bacia do Paraná. No seu médio e baixo curso (Figura 1), desde a entrada no Pantanal até sua confluência com o rio Cuiabá, o rio Piquiri assume características tipicamente aluviais, formando uma planície fluvial embutida entre os megaleques do Taquari e São Lourenço. Com cerca de 2.000 km², esta planície carece de estudos sobre seus aspectos geológicos e geomorfológicos. Tais estudos são de suma im-portância para o entendimento da dinâmica e do funcionamento do sistema, base para ações de planejamento e gestão ambiental.

2. Objetivos

O escopo deste trabalho é caracterizar os compartimentos geomorfológicos do sistema fluvial formado pelo rio Piquiri na bacia do Pantanal, discutindo aspectos relacionados à dinâmica hidrológica, às mudanças paleo-hidrológicas e à sua evolução geomorfológica durante o Qua-ternário.


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3. Material e Métodos

Diferentes tipos de dados orbitais foram utilizados para caracterização geomorfológica da planí-cie interleque do rio Piquiri: a) imagens TM Landsat-5 cenas 225_072, 226_072 e 227_072; b) imagens MODIS/Terra - MOD13Q1; c) imagens SPOT 5; d) imagens do software Google Earth®; e) modelos digitais de elevação (MDE) com base em dados SRTM. Os dados foram processados nos softwares ArcGis 10, Global Mapper 11, MODIS Reprojection Tools e Envi 4.7. O sistema de referência espacial e georreferenciamento dos dados adotado foi o datum WGS84 zona 21S.

Imagens TM Landsat-5 dos períodos de cheia e seca foram selecionadas para delimitação do sistema e caracterização geomorfológica, visto que a região, assim como todo Pantanal, está sujeita a alagamentos sazonais. Para aplicação das técnicas de realce utilizadas no mapeamento de detalhe optou-se pela utilização de imagens do período seco para maximizar a distinção das diferentes geoformas existentes na planície. Dados de vazão do rio foram obtidos junto à Agência Nacional de Águas (ANA), período de 1969 a 2014, da estação 66650000 localizada próxima à foz com o rio Cuiabá. Apesar da existência de lacunas de dados, optou-se pela uti-lização de imagens do ano de 2010, um dos mais secos no período analisado.

O Índice de Umidade por Diferença Normalizada (NDWI sigla em inglês) (Hardisky et al. 1983; Galvão et al. 2005), foi aplicado às imagens. Composição colorida foi realizada utilizan-do-se as bandas R(5)G(4)B(Imagem resultante do NDWI) para realçar a diferença entre áreas permanentemente alagadas e áreas sujeitas a alagamentos periódicos.

Análise de Principais Componentes Seletiva (APCS) (Chavez & Kwarteng, 1989) foi apli-cada às imagens para realçar feições geomorfológicas, tais como paleocanais, canais e diques marginais, bem como para melhorar a distinção entre áreas com predominância de vegetação arbórea de grande porte e áreas com vegetação rasteira. As imagens derivadas do NDWI tam-bém foram inseridas na APCS, uma vez que no Pantanal a vegetação esta diretamente relacio-nada às diferentes morfologias da planície (Pott & Pott, 2004). O triplete de imagens utilizados para APCS foram as bandas 4, NDWI e a composição colorida R(5)G(4)B(Imagem NDWI).

Produtos da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), com 3 arcos de segundo de res-olução (nominalmente 90 m), e acurácia vertical de ±9 m para a América do Sul (Rodríguez et al., 2006), foram utilizados na elaboração do modelo digital de elevação (MDE) e de perfis topográficos. O intervalo altimétrico do SRTM foi customizado de modo a ressaltar feições geomorfológicas que normalmente são omitidas quando da utilização de classificadores hipso-métricos automáticos.

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Figura 1. Localização da área a ser investigada dentro da planície do Pantanal.

O mapa geomorfológico foi produzido com a utilização do software ArcGis 10. Para a com-partimentação geomorfológica foram realizados os seguintes procedimentos: 1) delimitação da planície aluvial do rio Itiquira com base em relações morfológicas reconhecidas em dados orbitais; 2) identificação dos diferentes estilos fluviais do canal; 3) mapeamento de geoformas deposicionais e erosivas, atuais e relictas; 4) reconhecimento de paleocanais e de evidências de mudanças no curso do rio.

4. Resultados

O sistema fluvial formado pelo rio Piquiri tem orientação leste-oeste e extensão de cerca de 210 km, com larguras que variam de 2 a 30 km (Figura 2D), perfazendo área de cerca de 2.000 km². Regionalmente, o relevo é plano, com altitudes mais elevadas na porção leste (170 m), que gra-dativamente diminuem para oeste (110 m), resultando num gradiente topográfico baixo (0,3 m/km). Seu limite leste é definido pelas escarpas do planalto do Taquari-Itiquira, pelo paleoleque do Itiquira e por leques aluviais dominados por fluxos gravitacionais. Os megaleques fluviais do Taquari e do São Lourenço definem os limites sul e norte, respectivamente. A porção mais distal do sistema é limitada a oeste pelo megaleque do rio Cuiabá (Figura 2).

A partir da interpretação visual de produtos de sensoriamento remoto, mapeamento de geoformas deposicionais atuais e relictas, e distinção de padrões fluviais, foi possível recon-hecer que o sistema fluvial do Piquiri é composto por dois compartimentos geomorfológicos: a) cinturão de meandros atual; b) planícies fluviais abandonadas, dominadas por canais entrelaça-


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dos (Figura 2). Além desses compartimentos, também foi delimitado o paleoleque do Itiquira, com seus lobos abandonados e um cinturão de meandros entrincheirado.

No seu trecho aluvial, o rio Piquiri e seus principais afluentes (Itiquira e Correntes) são caracterizados por canais únicos com padrão meandrante, constituindo cinturões agradacionais que truncam depósitos mais antigos (Figuras 2 A, B e D). Esses cinturões são caracterizados por variações antimétricas pequenas (>2 m), condicionadas por geoformas deposicionais de meandros abandonados, espiras de meandros e barras em pontal.

Na porção superior do sistema, o cinturão de meandros do rio Piquiri é estreito (larguras entre 0,5 m e 2 km) e encontra-se num vale entrincheirado em depósitos dos leques aluviais no sopé das escarpas. Neste trecho, o gradiente topográfico é mais alto (1 m/km) devido a altitudes que variam de 200 m, próximo ao seu ápice, a 140 m na porção mais distal. Após a confluência com o rio Correntes, a largura do cinturão aumenta (3 km) e o gradiente topográfico diminui (0,23 m/km). O cinturão passa a truncar depósitos das planícies fluviais abandonadas e, em al-guns trechos, trunca depósitos dos megaleques do Taquari e do São Lourenço.

MDE-SRTM revelaram que o cinturão de meandros compreende os terrenos mais baixos do sistema (Figura 2C), para onde fluem as águas superficiais provenientes dos megaleques do São Lourenço (norte) e do Taquari (sul). Esta é a principal área de inundação e sedimentação do sistema, permanecendo alagada por longos períodos durante o período de cheia (dezembro-maio). O uso das técnicas de processamento digital de imagem, em especial fusões com ima-gens NDWI, contribuíram para realçar tais áreas alagadas e, consequentemente, delimitar o compartimento dos cinturões de meandros (Figura 2A/B).

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Figura 2. Sistema interleque do rio Piquiri. A) imagem TM Landsat-5 composição R(7)G(4)B(NDWI); B) APCS das bandas 4, imagem NDWI e composição R(7)G(4)B(NDWI); C) MDE-SRTM customizado; D) compartimentos geomorfológicos.


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As planícies fluviais abandonadas são formadas por terrenos ligeiramente mais elevados que os cinturões de meandros e rebaixados em relação aos megaleques vizinhos (Figura 2C). Apesar de receber água dos sistemas vizinhos, as inundações são de baixa magnitude (> 1 m) e fortemente influenciadas pelas águas pluviais dos períodos mais chuvosos (dezembro-março). Na sua superfície destacam-se paleocanais de padrão entrelaçado, com inúmeras bifurcações e truncamentos. Os paleocanais possuem baixo índice de sinuosidade e são ligeiramente mais elevados (>1 m) que a superfície do entorno (Figura 3). Atualmente, este compartimento en-contra-se em estado de degradação, tanto por erosão pelo escoamento das águas superficiais como pela alteração pedogenética.

O paleoleque fluvial do rio Itiquira está situado a nordeste do sistema e ocupa cerca de 900 km² (Figura 2D). Aspectos morfológicos deste compartimento são típicos de leques aluviais, com gradiente topográfico baixo (0,75 m/km), curvas de contorno concêntricas, perfil transver-sal convexo para cima e perfil longitudinal côncavo. Sua superfície também é marcada por pa-leocanais entrelaçados, que formam uma rede distributária com bifurcações para jusante. Assim como as planícies abandonadas, esta área encontra-se em estado de degradação.

5. Discussão

A interpretação de imagens de satélite e modelos MDE-SRTM, combinada com levantamentos de campo, é uma poderosa ferramenta para a identificação de elementos morfológicos, inter-pretação de processos e determinação da sucessão de eventos em ambientes fluviais tropicais (ex. Assine, 2005, Assine & Silva, 2009; Hayakawa et al., 2010; Zani et al., 2012; Merino et al., 2013, Macedo et al., 2014). A identificação de geoformas deposicionais, geradas por pro-cessos atuais e relictos, possibilitou a compartimentação geomorfológica e a interpretação de mudanças paleo-hidrológicas no sistema fluvial formado pelos rios Piquiri e Itiquira na porção nordeste da bacia do Pantanal. As mudanças paleo-hidrológicas reconhecidas (Figura 3) evi-denciam variações ambientais que controlaram a evolução do sistema fluvial no Quaternário tardio.

A ocorrência de sistemas fluviais dominados por canais entrelaçados é mais comum em ambientes com condições climáticas áridas ou semiáridas, com forte sazonalidade da precipi-tação e da descarga fluvial (Thomas & Thorp, 1995; Leigh, 2006). Estudos com base em da-dos palinológicos e datações por 14C revelaram que condições semelhantes às anteriormente descritas ocorreram no Pantanal durante o Pleistoceno tardio, com aridez mais acentuada no Último Máximo Glacial (McGlue et al., 2011; Whitney et al., 2011; Metcalfe et al., 2014). As-sine & Soares (2004) e Assine et al. (2014) mostraram que tais condições áridas pleistocênicas foram responsáveis pela geração da rede de canais entrelaçados que originaram grande parte dos megaleques do Taquari e do São Lourenço.Por correlação, interpreta-se que os paleoca-nais entrelaçados identificados na superfície das planícies fluviais abandonadas (Figura 3) e no paleoleque do Itiquira são feições relictas do Pleistoceno tardio, quando regimes fluviais torrenciais favoreciam a produção de sedimentos e, consequentemente, a formação de canais entrelaçados.

No Holoceno as condições ambientais sofreram importantes modificações, sendo o au-mento da temperatura média global a mais significativa (Hansen et al., 2006). No Pantanal essas mudanças globais resultaram em aumento da umidade e expansão de vegetação do tipo florestal (Whitney et al., 2011), assim como em mudança do padrão fluvial, de canais entrelaçados no Pleistoceno para canais meandrantes no Holoceno (Assine et al., 2014). A mudança do padrão entrelaçado para o padrão meandrante ocorreu devido às condições climáticas mais úmidas que propiciaram o estabelecimento de uma cobertura vegetal mais densa, a diminuição do aporte

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sedimentar e a estabilização das margens dos canais. Assim, é bastante provável que o cinturão de meandros atual foi formado concomitantemente com o cinturão de meandros do rio São Lou-renço, cujas datações por luminescência opticamente estimulada determinam idades inferiores a 10 ka (Assine at al., 2014).

Do ponto de vista hidrológico e sedimentológico, o sistema fluvial formado pelo rio Piquiri, após a confluência com o rio Correntes, difere de grande parte dos sistemas do Pantanal. Os principais rios provenientes dos planaltos que bordejam a bacia do Pantanal dão origem a siste-mas com drenagem distributária, classificados como leques fluviais (ex: Taquari, São Lourenço, Cuiabá, Aquidauana e Taboco). Diferentemente, o sistema formado pelo rio Piquiri encontra-se confinado entre os megaleques fluviais do São Lourenço e do Taquari, e sua rede de drenagem é tributária, formada por canais que drenam as águas superficiais dos sistemas vizinhos. Tais car-acterísticas permitem classificar o sistema Piquiri como uma planície interleque (Sinha 1995; 1996), à semelhança do sistema formado pelo rio Negro na porção sul do Pantanal (Mendes et al, 2011; Mendes & Assine, 2011).

Figura 3. Padrões fluviais contrastantes evidência de mudanças ambientais e paleo-hidrológi-cas. A) imagem SPOT 5; B) imagem Landsat TM5 composição falsa-cor R(5)G(4)B(3), na qual a linha banca tracejada indica o limite do cinturão de meandros; e a linha preta tracejada indica paleocanais de rios entrelaçados.


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6. Conclusões

O sistema fluvial formado pelo rio Piquiri possui características hidrológicas e geomorfológicas peculiares em relação à maioria dos sistemas do Pantanal, pois sua rede de drenagem é formada por canais tributários, o que permite classificá-lo com um sistema fluvial interleque. Dois sub-ambientes deposicionais distintos em termos de formas, funcionamento e cronologia compõem a planície interleque. A principal distinção está relacionada ao padrão de canais e paleocanais que caracterizam cada um dos compartimentos. Paleocanais entrelaçados são feições marcantes na superfície das planícies fluviais abandonadas, ao passo que os canais atuais são meandrantes e formam cinturões entrincheirados. A partir da análise dos padrões de drenagem e correla-ção com outros trabalhos na região, foi possível estabelecer cronologia relativa dos eventos que governaram a evolução do sistema. Sistemas dominados por canais entrelaçados foram construídos no Pleistoceno tardio, enquanto que sistemas com canais meandrantes refletem condições ambientais mais úmidas do Holoceno.

Agradecimentos

Os autores agradecem à FAPESP (processo 2014/06889-2) e ao CNPq (Edital Universal 14/2011, processo 484300/201 1-3) pelo suporte financeiro. Ao CNPq pela bolsa de produtivi-dade em pesquisa concedida a Mario Luis Assine; Ao CNPQ e à CAPES pelas bolsas de pós-graduação concedidas aos outros autores. Por fim, agradecemos ao SESC Pantanal pelo apoio logístico durante as atividades em campo.

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