UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR Curso de Oceanografia PROCESSAMENTO DE DADOS SÍSMICOS NA FORMULAÇÃO DE UM MODELO DE CARACTERIZAÇÃO E INTERPRETAÇÃO DE DISTINTAS FEIÇÕES SUPERFICIAIS E SUBSUPERFICIAIS NA PLATAFORMA INTERNA DA ILHA DE SANTA CATARINA. MARINA GHEDIN JERÔNIMO Dissertação submetida para o Curso de Graduação em Oceanografia, em cumprimento aos requisitos necessários à obtenção do grau de Oceanógrafa na Universidade do Vale do Itajaí, Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar. Orientador: Dr. José Gustavo Natorf de Abreu ITAJAÍ, NOVEMBRO DE 2011. MARINA GHEDIN JERÔNIMO PROCESSAMENTO DE DADOS SÍSMICOS NA FORMULAÇÃO DE UM MODELO DE CARACTERIZAÇÃO E INTERPRETAÇÃO DE DISTINTAS FEIÇÕES SUPERFICIAIS E SUBSUPERFICIAIS NA PLATAFORMA INTERNA DA ILHA DE SANTA CATARINA. ITAJAÍ, NOVEMBRO DE 2011. II “Affirmatio unius non est negatio alterius” Aristóteles (384-322 a.C.) (“A afirmação de uma coisa não é a negação de outra”) III Grande inspiração, exemplo de amor à vida e à oceanografia, Tiago Sant’Ana (in memoriam). IV AGRADECIMENTOS Em primeira instância, agradeço ao mar, meu grande e aconchegante lar que me proporciona momentos inspiradores. Aos meus pais Leo Jerônimo e Angelica Ghedin Jerônimo, o meu maior agradecimento pelo exemplo repassado de amor e dedicação, pelos seus sacrifícios, ao apoio sempre em mim confiado desde os tempos de infância e pela oportunidade de me garantir uma formação universitária. Aos meus amados irmãos Leonardo Ghedin Jerônimo e Natalia Ghedin Jerônimo, pelos sábios conselhos e imensa cumplicidade. Ao meu orientador Dr. José Gustavo Natorf de Abreu que em suas aulas fez despertar o fascínio pelo conhecimento cientifico na área da Geologia, pela confiança apostada e sua integral disponibilidade em auxiliar no andamento da pesquisa. Aos meus avaliadores MSc. Maria Inês Freitas dos Santos e Dr. João Thadeu de Menezes que contribuíram no desenvolver do projeto através das participações ativas e do auxilio empregado pelo surgimento de dúvidas ao decorrer do projeto. A todos os docentes do curso de graduação, pela excelente qualidade nos ensinamentos os quais contribuíram no encanto à ciência e à busca constante. Aos professores Gilberto Griep da FURG e Norberto Horn Filho da UFSC pela disponibilização dos dados e aos conselhos enriquecedores. Às queridas amigas Franciele Zanandrea e Angelina Coelho pelo empenho nas elucidações das problemáticas encontradas no processamento dos dados através dos softwares de geoprocessamento. Aos grandes amigos e colegas Sara Sandini, Maurício Coelho e André Tonelli que permearam participativamente na grande jornada acadêmica, pelas discussões cientificofilosóficas ocorridas e total apoio nos momentos dificultosos. V Às amigas Morgana Fernandes, Renata Nesi Tiscoski, Stéfani Canales, Mariah Cechinel e Jovisa Sandini que, através das suas experiências vivenciadas no momento de formação e das agradáveis companhias compartilharam, de uma forma ou de outra, na realização deste trabalho. VI SUMÁRIO ÍNDICE DE FIGURAS............................................................................................................. IX Resumo .................................................................................................................................XV 1. Introdução....................................................................................................................... 16 1.1. Motivações ...............................................................................................................17 1.1.1. Importância econômica dos recursos não renováveis ..................................... 17 1.2. Área de estudo .........................................................................................................18 1.3. Aspectos Regionais..................................................................................................21 1.3.1. Geologia e Geomorfologia ............................................................................... 21 1.3.2. Embaiamento de São Paulo ............................................................................ 26 1.3.3. Condicionantes Oceanográficos ..............................................................................26 1.4. A geofísica na investigação de áreas submersas ....................................................28 2. Objetivos......................................................................................................................... 28 2.1. Objetivo Geral ..........................................................................................................28 2.2. Objetivos Específicos ...............................................................................................29 3. Revisão Bibliográfica ...................................................................................................... 29 3.1. Plataforma Continental .............................................................................................29 3.1.1. Nível Médio do Mar (NMM) .............................................................................. 31 3.1.2. Indicadores de antigas posições do nível do mar ............................................ 31 3.1.3. Eventos de Transgressão e Regressão Marinha e Processos de Formação Sedimentológica ............................................................................................................. 32 3.2. Formas de Leito Superficiais e Subsuperficiais .......................................................34 3.3. Levantamento Sísmico .............................................................................................36 4. Metodologia .................................................................................................................... 38 4.1. Aquisição dos dados ................................................................................................38 4.1.1. Amostragem sedimentológica .......................................................................... 39 4.1.2. Levantamento Geofísico .................................................................................. 43 4.1.3. Dados Batimétricos .......................................................................................... 46 4.2. Tratamento dos dados .............................................................................................47 4.2.1. Análise estatística ............................................................................................ 47 4.2.2. Elaboração dos mapas de distribuição superficial dos sedimentos ................. 47 4.2.3. Interpretação dos dados Geofísicos ................................................................ 48 4.2.4. Dados Batimétricos .......................................................................................... 49 4.2.5. Volume sedimentar .......................................................................................... 49 5. Resultados e Discussões ............................................................................................... 50 VII 5.1. Distribuição Sedimentológica e Batimetria ...............................................................50 5.1.1. Análise Estatística ............................................................................................ 50 5.1.2. Mapas sedimentológicos.................................................................................. 51 5.2. 6.1.2.1. Setor Sul ...................................................................................................54 6.1.2.1. Setor Centro - Sul .....................................................................................55 6.1.2.1. Setor Centro - Norte .................................................................................57 6.1.2.1. Setor Norte ...............................................................................................59 Interpretação dos perfis sísmicos.............................................................................62 5.2.1. Setor Norte ....................................................................................................... 64 5.2.2. Setor Centro – Norte ........................................................................................ 69 5.2.3. Setor Centro – Sul............................................................................................ 74 5.2.4. Setor Sul .......................................................................................................... 78 5.2.5. Registros Paralelos à costa......................................................................................83 5.3. Volume sedimentar ..................................................................................................84 6. Conclusões ..................................................................................................................... 85 7. Referências .................................................................................................................... 88 APÊNDICES .......................................................................................................................... 93 ANEXOS ................................................................................................................................ 98 VIII ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Mapa do Brasil, Estado de Santa Catarina e o Município de Florianópolis........ 19 Figura 2. Imagem da ilha de Santa Catarina, baía de Florianópolis e plataforma continental interna adjacente (extraído de DHN, 2004)..................................................... 20 Figura 3. Geologia do Estado de Santa Catarina destacando as unidades geotectônicas do estado. Fonte – Contribuição à Sedimentologia da plataforma continental interna de Santa Catarina entre a foz dos rios Tijucas e Itapocu (ABREU, 1998 modificado de SCHIBE, 1986). ................................................................................................................. 23 Figura 4. Compartimentação da Província Costeira de Santa Catarina. Fonte Setorização da Província Costeira de Santa Catarina em base aos aspectos geológicos, geomorfológicos e geográficos Horn Filho et al. (2006). ................................................... 24 Figura 5. Sedimentos superficiais da plataforma continental catarinense. Fonte Setorização da Província Costeira de Santa Catarina em base aos aspectos geológicos, geomorfológicos e geográficos (HORN FILHO, 2003 modificado de CORRÊA et al. 1996). ........................................................................................................................................... 25 Figura 6. Modelo geral da evolução paleogeográfica das planícies costeiras de grande parte do litoral brasileiro no Quaternário. Fonte:Quaternário do Brasil (MARTIN et al., 1996, modificado). ............................................................................................................. 33 Figura 7. Transmissão e reflexão do sinal sísmico de acordo com a variação da impedância acústica (V1ρ1/V2ρ2/V3ρ3) das camadas sedimentares nos tempos t1, t2 e t3 abaixo do fundo obtendo as reflexões r1, r23 e r34. Fonte – Uso da sísmica de reflexão de alta resolução e da sonografia na exploração mineral submarina (AYRES, 2010). ..... 38 Figura 8. Localização das amostras de sedimento coletadas a bordo do NPq Soloncy Moura (1 - 81) e do NOc Atlântico Sul (82 - 108). ............................................................. 40 Figura 9. A - Lançamento do amostrador tipo Van Veen ; B - Recolhimento do amostrador à bombordo da embarcação (Fotos de a) Carolina Menegaz e b) Maria Luiza Alves Costa). ............................................................................................................................... 41 Figura 10. Amostra de sedimento coletada à bordo do NOc. Atlântico Sul (Foto de Vinícius Diebe, 14/6/2009)................................................................................................. 41 Figura 11. Mapa da área de estudo evidenciando a distribuição dos perfis sísmicos e das estações de coleta. ............................................................................................................ 42 Figura 12. Localização dos perfis transversais e paralelos à linha de costa da ilha de Santa Catarina onde foi realizado o levantamento geofísico na plataforma continental interna adjacente. .............................................................................................................. 44 Figura 13. Sistema sísmico com 4 transdutores (Foto de Marina Ghedin, 21/06/2011). .. 45 IX Figura 14. Instalação da sonda 3,5 kHz no mar para realização do levantamento geofísico (Foto de Michelle Damasio, 13/6/2009). ............................................................................ 45 Figura 15. Exemplo de um registro obtido em tempo real na área de estudo. A imagem foi copiada da tela do computador e demonstra os comandos à esquerda de impulso frequencial, dados batimétricos e edição das imagens geradas. ...................................... 46 Figura 16. Relações entre as percentagens de areia com a profundidade no local da coleta. ................................................................................................................................ 50 Figura 17. Relações entre as percentagens de lama com a profundidade no local da coleta. ................................................................................................................................ 51 Figura 18. Mapa de distribuição de lama ao longo da plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. ...................................................................................................... 52 Figura 19. Mapa de distribuição de areia ao longo da plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. ...................................................................................................... 53 Figura 20. Setorização da área ao longo da plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. .................................................................................................................. 54 Figura 21. Mapa de distribuição de areia ao longo do Setor Sul na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina.................................................................................... 55 Figura 22. Mapa de distribuição de lama ao longo do Setor Sul na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina.................................................................................... 56 Figura 23. Mapa de distribuição de areia ao longo do Setor Centro - Sul na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. ................................................................ 57 Figura 24. Mapa de distribuição de lama ao longo do Setor Centro - Sul na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. ................................................................ 58 Figura 25. Mapa de distribuição de areia ao longo do setor centro - norte na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. ................................................................ 59 Figura 26. Mapa de distribuição de lama ao longo do setor centro - norte na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. ................................................................ 60 Figura 27. Mapa de distribuição de areia ao longo do setor norte na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. ................................................................ 61 Figura 28. Mapa de distribuição de lama ao longo do setor norte na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. ................................................................ 62 Figura 29. Localização dos perfis transversais e paralelos à linha de costa da ilha de Santa Catarina onde foi realizado o levantamento geofísico na plataforma continental interna adjacente, subdivididos nos quatro setores........................................................... 63 Figura 30. Localização dos perfis sísmicos e batimetria do Setor Norte da Ilha de Santa Catarina. ............................................................................................................................ 64 X Figura 31. A - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de areia no Setor Norte da Ilha de Santa Catarina. B - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de lama no Setor Norte da Ilha de Santa Catarina. .................................... 65 Figura 32. Registro sísmico 1 e respectivas estações de coleta sedimentológica (79, 108 e 80)................................................................................................................................... 65 Figura 33. Perfil 1 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. .............. 65 Figura 34. Registro sísmico 2 e respectivas estações de coleta sedimentológica (107 e 76)...................................................................................................................................... 66 Figura 35. Perfil 2 processado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3 e uma estrutura interna identificada como paleocanal. ................................................................ 66 Figura 36. Registro sísmico 3. ........................................................................................... 66 Figura 37. Perfil 3 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3 e uma estrutura interna identificada como paleocanal. ................................................................ 67 Figura 38. Registro sísmico 4. ........................................................................................... 67 Figura 39. Perfil 4 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ........ 67 Figura 40. Registro sísmico 5 e respectivas estações de coleta sedimentológica (66, 67, 68 e 69).............................................................................................................................. 67 Figura 41. Perfil 5 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. .............. 67 Figura 42. Registro sísmico 6. ........................................................................................... 68 Figura 43. Registro sísmico 7 e respectivas estações de coleta sedimentológica (60, 61 e 62)...................................................................................................................................... 68 Figura 44. Perfil 7 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2; e o embasamento acústico. ..................................................................................................... 68 Figura 45. Registro sísmico 8. ........................................................................................... 68 Figura 46. Perfil 8 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. .............. 68 Figura 47. Localização dos perfis sísmicos e batimetria do Setor Centro - Norte da Ilha de Santa Catarina. .................................................................................................................. 69 Figura 48. A - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de areia no Setor Centro - Norte da Ilha de Santa Catarina. B - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de lama no Setor Centro - Norte da Ilha de Santa Catarina. ... 70 Figura 49. Registro sísmico 9 e respectivas estações de coleta sedimentológica (53, 52, 54, 55, 56 e 57).................................................................................................................. 70 Figura 50. Perfil 9 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ........ 71 XI Figura 51. Registro sísmico 10. ......................................................................................... 71 Figura 52. Perfil 10 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 71 Figura 53. Registro sísmico 11 e respectivas estações de coleta sedimentológica (99, 49 e 100)................................................................................................................................. 71 Figura 54. Perfil 11 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 71 Figura 55. Registro sísmico 12. ......................................................................................... 72 Figura 56. Perfil 12 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 72 Figura 57. Registro sísmico 13 e respectivas estações de coleta sedimentológica (45, 98 e 46)................................................................................................................................... 72 Figura 58. Perfil 13 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 72 Figura 59. Registro sísmico 14. ......................................................................................... 72 Figura 60. Perfil 14 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 73 Figura 61. Registro sísmico 15 e respectivas estações de coleta sedimentológica (41 e 96)...................................................................................................................................... 73 Figura 62. Perfil 15 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e um refletor indiferenciado. ....................................................................................................... 73 Figura 63. Localização dos perfis sísmicos e batimetria do Setor centro - Sul da Ilha de Santa Catarina. .................................................................................................................. 74 Figura 64. A - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de areia no Setor centro - sul da Ilha de Santa Catarina. B - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de lama no Setor Centro - Sul da Ilha de Santa Catarina. ...... 75 Figura 65. Registro sísmico 16 e respectiva estação de coleta sedimentológica (38). ..... 75 Figura 66. Perfil 16 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 75 Figura 67. Registro sísmico 17 e respectivas estações de coleta sedimentológica (32, 33, 95 e 34).............................................................................................................................. 76 Figura 68. Perfil 17 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2; e refletores indiferenciados................................................................................................... 76 Figura 69. Registro sísmico 18. ......................................................................................... 76 Figura 70. Perfil 18 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2; e refletores indiferenciados................................................................................................... 76 Figura 71. Registro sísmico 19 e respectivas estações de coleta sedimentológica (29, 94 e 30)................................................................................................................................... 77 XII Figura 72. Perfil 19 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. ............ 77 Figura 73. Registro sísmico 20. ......................................................................................... 77 Figura 74. Perfil 20 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 77 Figura 75. Registro sísmico 21 e respectivas estações de coleta sedimentológica (25, 24, 93 e 26).............................................................................................................................. 77 Figura 76. Perfil 21 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 78 Figura 77. Registro sísmico 22. ......................................................................................... 78 Figura 78. Perfil 22 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 78 Figura 79. Localização dos perfis sísmicos e batimetria do Setor Sul da Ilha de Santa Catarina. ............................................................................................................................ 79 Figura 80. A - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de areia no Setor Sul da Ilha de Santa Catarina. B - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de lama no Setor Sul da Ilha de Santa Catarina......................................... 79 Figura 81. Registro sísmico 23 e respectivas estações de coleta sedimentológica (16, 17, 91, 92 e 18)........................................................................................................................ 80 Figura 82. Perfil 23 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e o embasamento rochoso. ..................................................................................................... 80 Figura 83. Registro sísmico 24. ......................................................................................... 80 Figura 84. Perfil 24 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e o embasamento rochoso. ..................................................................................................... 81 Figura 85. Registro sísmico 25 e respectivas estações de coleta sedimentológica (13, 89, 90 e 14).............................................................................................................................. 81 Figura 86. Perfil 25 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; o embasamento rochoso; e o embasamento acústico. ........................................................ 81 Figura 87. Registro sísmico 26. ......................................................................................... 82 Figura 88. Perfil 26 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e o embasamento acustico. ..................................................................................................... 82 Figura 89. Registro sísmico 27. ......................................................................................... 82 Figura 90. Perfil 27 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. ...... 82 Figura 91. Registro sísmico 28 e respectivas estações de coleta sedimentológica (84, 85, 86 e 7)................................................................................................................................ 82 Figura 92. Perfil 28 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. ............ 83 XIII Figura 93. Registro sísmico 29 e respectivas estações de coleta sedimentológica (82, 83 e 2)..................................................................................................................................... 83 Figura 94. Perfil 29 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e o embasamento acústico. ..................................................................................................... 83 Figura 95. Mapa litológico evidenciando a distribuição sedimentar evidenciando os refletores de areia e lama, além de outro refletor categorizado como indiferenciado. ...... 84 Figura 96. Mapa litológico evidenciando a distribuição sedimentar arenosa e lamosa. .... 85 XIV Resumo A ausência investigatória na interpretação e caracterização das feições geológicas do relevo marinho em uma área alvo implica na dificuldade em desenvolver modelos de descrição das formas e distribuição sedimentares, e consequentemente, restrição ao acesso informativo dos mesmos. A distribuição sedimentar e as características do fundo e de subsuperfície rasa da plataforma continental interna adjacente à Ilha de Santa Catarina, foram estudadas utilizando-se perfis sísmicos de alta resolução (3,5 kHz) associados com análises granulométricas de 108 amostras de sedimentos. Dois tipos de ecocaráter foram identificados e revelaram forte relação com a distribuição granulométrica dos sedimentos e morfologia de fundo. Em áreas de penetração acústica, o embasamento rochoso delineia um seguimento proveniente de um dique de diabásio e paleocanais preenchidos foram mapeados. As espessuras dos sedimentos delimitados pelos primeiros horizontes acústicos podem atingir em média de 2 a 8 metros ao longo da plataforma interna, estas apontaram a uma sequência mais jovem e construcional. Para o volume estimado entre as camadas deposicionais, totalizou-se 32.440.750.000,0 m³ de material arenoso. Contudo, os processos evolutivos que levaram à configuração dos últimos depósitos sedimentares superficiais e subsuperficiais rasos presentes da plataforma interna evidenciaram-se fortemente condicionados às flutuações do nível do mar, sob forma de afogamentos de desembocaduras fluviais e da planície costeira, recobrindo-a por um “lençol de areias transgressivas” a começar do máximo regressivo que terminam por configurar a plataforma interna desta ilha continental. Palavras-chave: plataforma continental, formas de leito superficiais e subsuperficiais, levantamento sísmico. XV 1. Introdução De acordo com Souza (2006), a geofísica marinha abrange em seus métodos uma importância significativa nos estudos que a engloba, pois estes compreendem as áreas de algumas das principais atividades econômicas da sociedade atual como: projetos de construção ou redimensionamento de portos, instalação de molhes, dutos, marinas, pontes, túneis, atividades pesqueiras, regeneração de praias, prospecção mineral, hidrovias, operações de dragagens, instalação de reservatórios para armazenamento de água, ou para contenção de cheias, condomínios, emissários, plataformas exploratórias, ilhas artificiais, áreas para disposição de resíduos e outras importantes finalidades. Para quaisquer destas abordagens, as informações básicas da geologia de fundo e subfundo são fundamentais. Por outro lado, o estudo geofísico também subsidia a compreensão dos processos naturais de erosão somados à ação antrópica, estes que advêm por meio de ocupações indevidas em áreas costeiras acabam originando uma grande ameaça a sociedade por meio de alterações morfológicas costeiras muitas vezes drásticas e irreversíveis (ABREU, 2010; SOUZA, 2006). Portanto, a importância na utilização de métodos geofísicos indiretos em áreas costeiras e na plataforma continental interna incide na grande concentração populacional, das atividades industriais, urbanização, turismo e lazer nestas regiões que por sua vez passam a acelerar os processos de transformações das paisagens costeiras acarretando assim, maior atenção de ordem pública e de inúmeros interesses econômicos instalados neste setor. Neste sentido, o presente trabalho, implantado no contexto do Curso de Oceanografia da Universidade do Vale do Itajaí, disserta a respeito da distribuição sedimentar, assim como da disposição das camadas sedimentares e respectivos volumes situados ao largo da plataforma interna da Ilha de Santa Catarina, evidenciando possíveis estruturas internas entre os pacotes deposicionais, associando-os aos processos de evolução da costa adjacente através do método geofísico acústico de alta resolução. 1.1. Motivações Ao relevo oceânico atribui-se uma série de informações relevantes às quais servem de suporte aos diferentes setores que as envolve. O conhecimento das composições geomorfológicas e sedimentológicas possibilitam uma maior compreensão aos parâmetros relacionados à biota associada ao fundo, possibilitando assim, em específico um maior entendimento nas questões habitacionais de algumas espécies. Além disso, a investigação dos leitos oceânicos que determinam as diferentes formas, composições, ocorrências de feições particulares, (...) também propiciam subsídios básicos que envolvem as áreas de engenharia oceânica, petrolífera e órgãos de defesa ambiental. (CASTELLO et al., 1994 apud COOKIE et al., 2005). Recentemente Abreu (2010) constatou a importância significativa deste conhecimento geomorfológico sobre o fundo marinho dando suporte a alguns procedimentos de engenharia costeira, como a manutenção de ambientes praias que sofrem influência direta aos processos erosivos. Entretanto, a ciência que abrange a documentação de dados relacionados ao fundo oceânico possui certo grau de dificuldade. Isto se deve ao fato que o ambiente alvo não possui fácil acesso como os demais relacionados aos processos oceanográficos e que ao mesmo tempo requer um alto custo na realização investigatória. (TEGOWSKI, 2004 apud COOKIE et al., 2005). Em paralelo, o método acústico apresenta maior versatilidade e efetividade comparado às técnicas geológicas tradicionais de investigação submarina, pois as propriedades físicas do fundo influenciam significativamente na sua resposta acústica, possibilitando então a identificação de características do leito marinho (COLLINS et al., 1996 apud COOKIE et al., 2005). Uma série de estudos do leito marinho realizados com base na aquisição de dados através de metodologia acústica vem sendo efetuados nos últimos anos. (SUMIDA et al., 2004). 1.1.1. Importância econômica dos recursos não renováveis Horn Filho (2003) explana que de acordo com sua gênese de formação, os recursos minerais podem ser subdivididos em orgânicos e inorgânicos. Os primeiros incluem as turfas, carbonatos e diatomitas. Os segundos envolvem as rochas, saibreiras, clastos finos e grosseiros e água. 17 Dentre os recursos não renováveis, suas peculiaridades permitem uma utilização de grande relevância na economia atual, assim como as rochas do embasamento são utilizadas como material para brita, enrocamentos, molhes, aterros; chapa de revestimento e pedra de cantaria, cujos usos destinam-se a fabricação de pedras de alicerce de construções, mourões, guias para calçamento e paralelepípedos. As saibreiras, cuja associação provém dos depósitos coluvial e de leque aluvial, são empregadas para o revestimento de estradas vicinais e aterros diversos. As areias mais grossas e cascalhos provenientes dos depósitos aluvial de ambientes límnicos têm sido empregadas na construção civil, em revestimentos de estradas, loteamentos e aterros em geral. As areias mais finas e claras, basicamente quartzosas, do depósito eólico de idades pleistocênica e holocênica, tem seu uso direto na construção civil e obras de engenharia costeira. As argilas de depósito fluvial holocênico associadas aos rios da planície costeira permitem a utilização na indústria de cerâmica branca ou nobre (pisos, azulejos e louças) e cerâmica vermelha (tijolos, telhas e lajotas). Por fim, as turfas do depósito lagunar e paludial holocênico são utilizadas como corretivo de solo e o carbonato de cálcio obtido do depósito lagunar é usado como cimento. 1.2. Área de estudo O Município de Florianópolis localiza-se no Estado de Santa Catarina na região Sul do Brasil. A capital do estado ocupa uma área de 438,5 km² a qual inclui os últimos aterros, situa-se entre as coordenadas geográficas 27°10’ e 27°50’ latitude sul, e entre 48°25’ e 48°35’ de longitude oeste (Figura 1). É circundada inteiramente pelas águas do Atlântico Sul, sendo separada da região continental por um estreito canal de cerca de 500 metros, cujo alongamento emanam as baías Norte e Sul (HORN FILHO et al., 2006 ). Abrange os limites geográficos configurados na parte insular e continental, possuindo uma forma alongada no sentido norte-sul com 54 km; e largura máxima de 18 km no sentido leste - oeste. A parte do Município que é continental apresenta forma levemente retangular com 11,9 km² de área (OLIVEIRA et al., 2001). 18 Figura 1. Mapa do Brasil, Estado de Santa Catarina e o Município de Florianópolis. No entanto, a área de investigação posiciona-se na plataforma interna da Ilha de Santa Catarina estendendo-se entre as isóbatas de 10 a 50 metros (Figura 2). 19 Figura 2. Imagem da ilha de Santa Catarina, baía de Florianópolis e plataforma continental interna adjacente (extraído de DHN, 2004). A Ilha de Santa Catarina abrange mais de 42 praias de características geológicas e geomorfológicas distintas (DIEHL & HORN FILHO, 1996), onde o clima de ondas é caracterizado por baixa a média energia e recebe influência da Corrente do Brasil (águas quentes vindas do norte) e da Corrente das Malvinas (águas frias vindas do sul) (ROCHA et al. 2005). Ao longo do tempo geológico a linha de costa da Ilha de Santa Catarina foi modificandose, principalmente conforme as flutuações do nível do mar, sendo que há 11.000 anos AP (antes do presente) a ilha encontrava-se ligada ao continente; e há 5.000 anos AP o nível do mar estava entre 8 ± 2 metros acima do atual, inundando extensas áreas da planície 20 costeira. Após a última transgressão marinha a ilha configurou-se no que é atualmente, com uma linha de costa bem recortada (OLIVEIRA & HERRMANN, 2001). 1.3. Aspectos Regionais 1.3.1. Geologia e Geomorfologia Província costeira, conforme afirmam Villwock et al. (1986 apud DIEHL & HORN FILHO, 1994), inclui na sua totalidade os depósitos sedimentares emersos na planície costeira e os sedimentos submersos da plataforma continental adjacente até a isóbata de 180 – 200 m. O termo introduzido por Villwock (1972) que a descreve em uma integração tridimensional, tangendo perfis de caráter geológico, estratigráfico e estrutural (HORN FILHO, 2003). A porção sul da costa do Brasil compreende dois acidentes geográficos, os quais delimitam uma reentrância na margem continental, denominada de embaiamento de São Paulo. Esta feição é demarcada pelos cabos Frio e de Santa Marta a partir dos quais apresentam em sua plataforma uma largura de 230 Km diante da foz do Rio Iguapé (SP). Considera-se essa medida como a maior largura de toda a margem, tratando-se dos pontos extremos do embaiamento, estes possuem as menores extensões, que variam de 50 a 70 Km. Segundo Abreu (2010), a plataforma continental brasileira que abrange o litoral do Estado de Santa Catarina, localiza-se no extremo sul do Embaiamento de São Paulo. Esta, que remanesce na Bacia de Santos, compõe uma área de aproximadamente 70.000 Km², que admite praticamente o dobro da bacia adjacente, a Bacia de Pelotas, e é recoberta por sedimentos clásticos terrígenos, transicionais e marinhos os quais se acumularam cerca de 8 km de deposição. Estes estão associados a fenômenos trangressivos e regressivos marinhos, ocorridos desde o Neocomiano (Cretácio Superior - 144.2 milhões de anos) ao Quaternário (HORN FILHO, 2003). O Estado de Santa Catarina está localizado na costa sudeste e sul do país, e está caracterizada segundo Diehl & Horn Filho (1996; 2001) por regimes de micromarés (menores que 2 m) e dominadas por ondas de acordo com a representação de Hayes (1979). Geomorfologicamente, parte da costa brasileira situada entre o cabo de Calcanhar (RN) até o Chuí tem sentido nordeste-sudoeste, de acordo com Zembruscky (1979). 21 Entretanto, nas porções leste-sudeste e sul ocorrem algumas exceções que intersectam entre o cabo Frio (RJ) e Ilha Grande (RJ), cuja orientação é de L - O, e o trecho que se estende desde o cabo de Santa Marta (SC) a ilha de São Francisco do Sul (SC) encontram-se no sentido N - S. Conforme afirma Abreu (2010) o reconhecimento sedimentológico da plataforma adjacente a Santa Catarina vem sendo estudado de forma limitada, ocasionando num pequeno acervo de dados da sedimentação regional. Entretanto, na literatura atual, as características do relevo marinho apontam para uma forte influência do modelado costeiro e, suas características montanhosas são associadamente notáveis a partir das sinuosidades entre as isolinhas de 10 – 15 m. A partir dos 20 m as isóbatas acompanham os sentidos NE - SO, apresentando algumas diferenças locais como no caso da desembocadura do Rio Itajaí-Açú, o qual é deparada a uma inflexão em direção à costa (ABREU, 1998), após os 30 m de profundidade, ZEMBRUSCKY et al. (1972 apud ABREU, 2010) distingue essa porção até a quebra como um relevo de característica monótona. De acordo com o mapa temático da geologia do Estado de Santa Catarina, a região alvo enquadra-se diante dos aspectos estruturais, sedimentares, petrográficos e evolutivos no Escudo Catarinense, conforme ilustra a figura 3, situado na convenção Arqueano – migmáticos; segundo Scheibe (1986 apud HORN FILHO, 2003) a respectiva área evidencia litotipos cristalinos e sedimentares nesta ampla província. 22 Figura 3. Geologia do Estado de Santa Catarina destacando as unidades geotectônicas do estado. Fonte – Contribuição à Sedimentologia da plataforma continental interna de Santa Catarina entre a foz dos rios Tijucas e Itapocu (ABREU, 1998 modificado de SCHIBE, 1986). Diehl & Horn Filho (1996) dispõe através de características geológicas e geomorfológicas uma subdivisão da Província Catarinense totalizando em oito setores. Conforme explana a figura 4, estes setores se apresentam em: (I) Setentrional, (II) Nordeste, (III) CentroNorte, (IV) Central, (V) Centro-Sul, (VI) Sudeste, (VII) Sul e (VIII) Meridional os quais compreendem os respectivos comprimentos de 86km, 70km, 81km, 118km, 63km, 26km e 25km. A área do presente estudo insere-se na porção Central da Província de Santa Catarina Setor (IV), a qual é caracterizada geologicamente, morfologicamente e geograficamente por Horn Filho (2003). 23 Figura 4. Compartimentação da Província Costeira de Santa Catarina. Fonte - Setorização da Província Costeira de Santa Catarina em base aos aspectos geológicos, geomorfológicos e geográficos Horn Filho et al. (2006). Sua localização geográfica compõe os extremos entre os Municípios de Itapema (27°05' latitude sul) e Praia Grande (28°27' latitude sul), contendo em seu litoral uma orientação predominante de N - S e secundárias de NO - SE e NE - SO obtendo feições morfológicas de dunas, península, enseadas, baía, planície de maré, cordão, laguna, ilha e delta. Neste setor, as praias presentes incluem Itapema, Bombinhas, Ilha de Santa Catarina, Pinheira, Garopaba e Laguna, comportando uma planície costeira estreita, contento promontórios rochosos, ilha continental e complexo lagunar. Em relação ao embasamento, esta extensa porção contém os diferentes tipos de base granitoide, granito, migmatito, xisto, arenito, riolito, basalto e diabásio. Para Horn Filho (2003) os depósitos ocorridos durante a Era Cenozóica do período Quaternário aos dias atuais são caracterizados em: Quaternário indiferenciado = depósito coluvial e leque aluvial; Pleistoceno = depósito praial marinho, eólico, lagunar 24 (Pleistoceno Superior); Depósitos do Holoceno = eólico, paludial, lagunar, praial marinho, e “sambaquis” e os Depósitos do Quinário os quais se enquadram aos aterros e rejeitos industriais atuais. As fácies que preenchem a plataforma possuem composição síltico-argilosa, arenosíltica, arenosa, areno-síltico-argilosa e areno-argilosa e sua morfossedimentologia praial resume-se em um litoral descontínuo de estágio intermediário dominante de areias de fina a grossa. Por meio do autor citado anteriormente, a distribuição superficial dos sedimentos dispostos na plataforma adjacente, em especial a área alvo da atual pesquisa, está caracterizada pela sedimentação areno-síltico-argilosa localizado nas porções norte e areno-argilosa situado na região sul da Ilha de Santa Catarina (Figura 5). Figura 5. Sedimentos superficiais da plataforma continental catarinense. Fonte - Setorização da Província Costeira de Santa Catarina em base aos aspectos geológicos, geomorfológicos e geográficos (HORN FILHO, 2003 modificado de CORRÊA et al. 1996). 25 Avigorando a distribuição das fácies sedimentares descritas anteriormente, segundo Rohr & Almeida (2006) os sedimentos presentes na plataforma continental sudoeste brasileira oferece uma vasta distribuição de areia entre as cidades de Florianópolis (SC) e Paranaguá (PR) sendo nas porções internas compostas por areia, passando a lama nas porções mais externas. 1.3.2. Embaiamento de São Paulo A plataforma sul brasileira é descrita a partir dos embasamentos de Zembruscky (1979) por meio de quatro compartimentos: cabo Frio – cabo de São Tomé, a enseada de São Paulo, Florianópolis – Mostardas e Rio Grande do Sul. Para o objetivo do presente trabalho, apenas o penúltimo setor será tratado em questão. O Setor de Florianópolis - Mostardas correspondem a uma convexidade da costa, suas isóbatas e suas características estão relacionadas ao arco de Ponta Grossa, que se estende desde a latitude 28 º latitude sul a 31 º latitude sul. Sua largura varia de 100 a 160 km, com declividade entre os valores de 1:600 a 1:900, e quebra da plataforma está localizada entre 140 e 180 m. É considerado o setor menos irregular da plataforma sul do Brasil, sem a ocorrência de canais e com escarpas únicas ausentes de depósitos sedimentares associados. Vale ressaltar que a costa sul-brasileira se comporta qualitativamente como uma margem “construcional” ou “deposicional” justificando pela significativa acumulação de sedimentos, suavização das feições geológicas e a minimização de suas declividades. 1.3.3. 1.3.3.1. Condicionantes Oceanográficos Clima de ondas Cunha, (1998) e Muehe (2006) dissertam que a principal variável responsável pelos processos costeiros atuantes de médio a longo prazo advém do clima de ondas da região. Indutora do transporte sedimentar tanto longitudinal quanto transversal à linha de costa e em paralelo aos processos morfo-climáticos de diversas intensidades e ciclicidades comandam a esculturação do relevo, nas ordens da interface continental e do leito marinho. A energia de onda e os eventos de tempestades são os principais fatores 26 causadores da remobilização sedimentar, assim como os processos erosivos e acumulativos junto à costa. Neste sentido, a morfologia resultante também é influenciada por fatores adicionais como a disponibilidade dos sedimentos, a geologia local, variações do nível médio do mar e modificações geoidais. Porém, a caracterização espacial da abrangência do clima de ondas, é o primeiro e importante passo para a identificação dos setores costeiros. Segundo estas compartimentações, de forma genérica, do sul do Brasil até o cabo Frio predominam as frequentes modificações das condições de vento, associados aos eventos de frentes frias e à constante presença de “swell” originados por tempestades geradas nas altas latitudes do Atlântico Sul dissociando-se aos ventos locais. Logo, grande parte das ondas que atingem a costa sul e sudeste brasileira são acarretadas pelos ventos alísios (ondas de NE), mas, para o respectivo setor, as ondas mais capacitadas ao transporte sedimentar costeiro são provenientes aos sistemas frontais ocorrentes, incidindo dos quadrantes sul e sudeste (TESSLER et al., 2005). 1.3.3.2. Transporte litorâneo A dinâmica sedimentar atual responde pelas variações da linha de costa, quer sejam de caráter momentâneo, quer sejam indicativa de tendência sedimentar de um determinado segmento costeiro. Esta dinâmica é regida principalmente por dois condicionantes oceanográficos: o clima de ondas e o transporte litorâneo. As correntes longitudinais atuam no volume sedimentar ocorrente, pois estes são submetidos ao transporte paralelo à linha de costa agindo desde a zona de arrebentação até a linha de costa por meio da obliquidade de incidência das ondas e respectiva orientação da linha de costa (CUNHA, 1998). Silvester (1968), numa avaliação em nível macrorregional baseado em dados de clima de ondas, na orientação da linha de costa e aspectos geomorfológicos, inferiu ao litoral brasileiro as principais direções resultantes do transporte litorâneo. Para o sul, este se adequa numa direção de sul para norte. 27 1.4. A geofísica na investigação de áreas submersas As metodologias empregadas na geofísica marinha vêm sendo exploradas de forma ampla e crescente nas últimas duas décadas (ABREU, 2010). Profissionais das áreas da geologia marinha se posicionam tanto no foco científico quanto na aplicação imediata requerem uma investigação com alta significância e representatividade. Souza (2006) constata que o uso exclusivo dos métodos de coletas pontuais que incluem sondagens, testemunhagens ou amostragens acabam por empobrecer a simulação do ambiente. São diversas as causas que conduzem à precisão de alguns dados adicionais dos ambientes marinhos submersos, as quais se enquadram: I) a investigação geológica básica que enfatiza a informação de áreas continentais; II) a mineralogia, que busca recursos adicionais suprindo as deficiências socioeconômicas, já que estes recursos apresentam-se de forma não renovável; III) a concisão de estudos hidrológicos a fim de aprimorar o uso de áreas de navegação e qualidade da água; IV) necessidade de pesquisar áreas submersas proporcionando as principais bases nas obras de engenharia; e V) interesses arqueológicos e de investigação de condições pretéritas (paleogeologia). Em todos os enfoques descritos, a geofísica possui grande papel nas suas explanações, pois apresenta um conjunto de dados amplos da subsuperfície alvo e realiza de forma indireta (não invasivo ou não destrutivo) a coleta de dados, ou seja, sem que haja a necessidade de penetração física no meio investigado. Assim, aprimoram ainda mais aos estudos, atenuando possíveis riscos de comprometimento da área estudada, possibilitando uma visualização contínua em duas ou três dimensões das superfícies e subsuperfícies submersas, o que seria praticamente impraticável através da coleta de dados pontuais, mesmo que estes fossem submetidos em grids com nós extremamente próximos, o que é usualmente impraticável (SOUZA, 2006; AYRES, 2001; GOMES 2009). 2. Objetivos 2.1. Objetivo Geral O objetivo do presente trabalho consiste em caracterizar feições superficiais e subsuperficiais geológicas da plataforma continental interna ao largo da Ilha de Santa Catarina. 28 2.2. 1. Objetivos Específicos Interpretação e processamento dos dados digitais de perfilagem de subfundo coletados pelos sistemas de aquisição de dados geofísicos; 2. Interpretação de dados granulométricos integrados aos dados batimétricos; 3. Cálculo do volume dos depósitos arenosos para futura utilização em projetos de recuperação de praias erodidas; 4. Compreender os processos evolutivos da região costeira oriental da Ilha de Santa Catarina que se desenvolvem na área de estudo. 3. Revisão Bibliográfica Tendo como foco de pesquisa a identificação de estruturas e composições sedimentológicas do assoalho raso marinho, se faz necessário definir os aspectos trabalhados nesta pesquisa. Em princípio, têm-se os conceitos que nortearão o trabalho: plataforma continental, formas de leito superficiais e subsuperficiais e levantamento sísmico. 3.1. Plataforma Continental A plataforma continental, segundo o que afirma Chaves et al. (1979) é uma área que apresenta suas configurações mediais planas de declividades suaves mar adentro, de profundidades médias de 130 m que variam de menos 35 a 230 m compreendendo a costa até a zona de quebra. Baseado nos fundamentos de Figueiredo & Madureira (1999), a plataforma continental entre Vitória (ES) e Arroio Chuí (RS) possui largura variável. A cobertura sedimentar que compõe as porções internas da plataforma apresentam um maior predomínio de material quartzoso e de lamas e areias terrígenas de composição variada na plataforma média e externa (GARCEZ & MUEHE, 2005; SUGUIO, 2003; ROHR & ALMEIDA, 2006). Santa Catarina apresenta em sua plataforma adjacente características do tipo estável, atapetada por uma sequência terrígena constituída por sedimentos arenosos e lamosos, onde o retrabalhamento sobre as antigas feições costeiras é formado pelos processos oscilatórios do nível médio do mar no Holoceno e Gré (1983) associa este fato às 29 configurações planas que se apresentam atualmente na plataforma continental. Essas feições demonstram graus de inclinação entre 0,5º e 0,7º sendo que os trechos entre Laguna e o norte de Florianópolis compreendem os locais onde a linha de costa avança para leste e apresenta as maiores declividades. Estudos recentes sobre a formação e evolução das plataformas continentais evidenciam uma direta ligação das variações do nível do mar ocorrentes temporalmente (WRIGHT, 1995 apud SOUZA, 2007). As plataformas existentes atualmente já estiveram emersas no passado geológico, sob as quais estavam representadas em forma de planícies costeiras, onde os rios fluíam para o mar por meio das mesmas. Este cenário passado relaciona-se aos processos de variação eustática do nível médio do mar que vem ocorrendo desde o final da última Era Glacial culminando com o último evento de variação do nível do mar que ocorreu há cerca de 5.000 anos durante a transgressão Holocênica, na costa sul brasileira denominada Transgressão Santos (SUGUIO, 1999; 2003). Murray & Thieler (2004 apud CORRÊA & SOUZA, 2006) descrevem que “a shoreface (antepraia) e a plataforma continental interna formam a interface entre o continente e a plataforma continental e podem comportar-se como fonte, barreira ou condutora do intercâmbio de materiais entre o continente e o mar”. No tocante à sedimentação das plataformas continentais, Shepard (1932 apud SUGUIO, 2003) certifica que grande parte das plataformas continentais possui uma cobertura (película) sedimentar do tipo relíquia, a qual esteve submetida a processos de deposição por intermédio das oscilações do nível médio do mar, em especifico quando este permanecia num nível mais baixo que o atual, ocorrido no Pleistoceno. O autor igualmente enfatiza o conceito de Emery (1968), que apresenta um estado do ambiente de plataforma, sendo estas recobertas por sedimentos relíquias cerca de 70% da sua totalidade, deposicionados por meio de diversos fatores atuantes e condições distintas das encontradas no presente. Esta deposição deu-se em função da rápida ascensão do nível médio do mar, ocorrido de 17.500 a 16.000 anos A.P. até a atualidade (CORRÊA, 1990) resultando numa elevação do mar de em média 130 m, não permitindo assim o equilíbrio entre as taxas de afluxo dos sedimentos presentes. Apenas nos últimos 7 mil a 6 mil anos A.P. ocorre a deposição dos sedimentos nas plataformas continentais em equilíbrio com as condições vigentes, advindo por meio da redução da velocidade de subida do nível do mar, os quais se diferenciam dos sedimentos relíquias descritos, obtendo assim a denominação de sedimentação moderna. Esta sedimentação moderna é composta por sedimentos detríticos, biogênicos, vulcânicos, antigênicos e residuais diferentes dos reliquiares, os 30 quais possuem grande semelhança à fauna e aos sedimentos do Pleistoceno, e é composta por fragmentos de origem biogênica, antigênica e vulcânica, bem como terrígena na qual é responsável pela diferenciação das condições ambientais pretéritas. 3.1.1. Nível Médio do Mar (NMM) O ambiente litorâneo compreende em seu entorno três sistemas conexos entre si, atmosfera, oceano e continente. Esta interligação apresenta-se por sua funcionalidade a uma extrema complexidade de fatores controladores que os compõem, ocasionando à região situações sujeitadas a uma ampla fragilidade, afirmam Brigatti & Sant’anna Neto (2006). O nível médio do mar, conforme os fundamentos de Masselink & Hughes (2003), apresenta eventos de elevação e retração quando submetidos a pressões externas (congelamento ou degelo de geleira de montanhas e dos pólos, aquecimento ou resfriamento dos oceanos, subsidência, movimentos tectônicos e isostasias), as quais podem responder a elevações locais (mudanças relativas do nível do mar) ou globais (mudanças absolutas do nível do mar). As variações ocorridas através do movimento das águas acarretam na mudança fisiológica da linha de costa, condicionando o ambiente em constante mudança numa escala temporal relacionado ao evento sucessor. 3.1.2. Indicadores de antigas posições do nível do mar Através das considerações de Suguio (2001), o nível do mar vem passando por períodos oscilatórios ao longo de eventos geológicos ou instantâneos, contínuas vezes intercaladas entre elevações e rebaixamento das águas. Essas mudanças são estimadas através de datações demarcadas no próprio ambiente. Geralmente uma melhor forma de datar os períodos de avanço da linha de costa se dá através da presença de organismos que produzem em sua morfologia estruturas de superfície rígida e conchas, estes que vivem em posição/zona de níveis de marés conhecidas atualmente são correlacionados a dados geofísicos de investigação. 31 3.1.3. Eventos de Transgressão e Regressão Marinha e Processos de Formação Sedimentológica Tectonicamente os registros do Período Quaternário são referenciados às falhas e fraturas afetando praticamente todas as regiões do Brasil e a estruturas de expressão mais localizada, como feições de liquefação (RICCOMMI & ASSUNÇÃO, 1999). Faz-se necessário destacar que o Quaternário é dividido em duas Épocas: Pleistoceno e Holoceno. O Pleistoceno durou de 1.8 a 0.016 milhões de anos. O termo Pleistoceno foi proposto pelo geólogo escocês Charles Lyell em 1839, para enquadrar os sedimentos que contêm mais de 70% das espécies atuais. Holoceno é um termo de significado geológico um tanto impreciso, já que representa o período após a última glaciação. A fauna e a flora são praticamente as mesmas dos dias de hoje, com exceção de algumas formas de vida que se extinguiram devido à ação do próprio homem. No tocante aos indicadores geológicos, os estratos do Período Holocênico são representados pelos ambientes de deposição atuais e incluem os sedimentos que estão se depositando em tempo real e as rochas ígneas que estão sendo geradas nas cordilheiras meso-oceânicas e nas erupções vulcânicas. A presença deposicional constituinte está diretamente relacionada aos períodos glaciais e interglaciais e consequentes eventos de transgressão e regressão marinha. Tais fatores, responsáveis pela evolução da província costeira de Santa Catarina contribuíram para a formação sedimentológica de origem Holocênica, seguido dos depósitos do Pleistoceno Superior e esporádicas ocorrências do Pleistoceno Médio (Figura 6). Os sedimentos relíquias e/ou mais antigos estão relacionados aos eventos oscilatórios do nível do mar ocorridos no Pleistoceno Médio e Superior dando início no período interglacial Mindel/Riss ou Yarmouthiano do hemisfério norte o qual teria sido formado durante a Transgressão Antiga ou Transgressão do Pleistoceno Médio (HORN FILHO, 2003). Conforme Bittencourt et al. (1979) e Villwock et al. (1988) estes eventos definem as planícies nordestinas e o Estado do Rio Grande do Sul em que comportam os mais antigos sedimentos de ambientes praiais, eólico e lagunar. O período interglacial Riss/Wurm ou Sangamoniano do hemisfério norte ocorrido no Pleistoceno Superior, culminou na formação dos depósitos brasileiros que correspondem à Penúltima Transgressão, Transgressão do Pleistoceno Superior ou Transgressão Cananéia (SUGUIO et al., 1985), pertencentes nas planícies nordestina (BITTENCOURT et al., 1979), riograndense (VILLWOCK et al., 1988), e paulista (SUGUIO et al., 1985), respectivamente. A última transgressão sucedida deu origem aos depósitos dos ambientes praial, eólico, 32 paludial, fluvial e fluvio-lagunar entremente às fases regressivas pós-Transgressão, acomeça do ótimo climático (5.000 anos antes do presente) até o presente. Entretanto, deram-se a denominação correspomdende ao Brasil à Última Transgressão (nordeste; BITTENCOURT et al., 1979); Máximo da transgressão Holocênica (Rio Grande do Sul; VILLWOCK et al., 1988) e Transgressão de Santos (São Paulo; SUGUIO et al., 1985). Figura 6. Modelo geral da evolução paleogeográfica das planícies costeiras de grande parte do litoral brasileiro no Quaternário. Fonte: Quaternário do Brasil (MARTIN et al., 1996, modificado). No Brasil, os estudos sobre o Quaternário vêm se intensificando nas últimas décadas e incluem a neotectônica, variações do nível do mar e flutuações climáticas. No contexto a variações do nível do mar, a região mais bem estudada é a costa sul, onde Corrêa (1990) subdividiu a ultima grande transgressão em três fases oscilatórias do nível do mar: • Fase 1 - de 17.500 a 16.000 anos (AP). O nível do mar era, em média, 130m abaixo do atual. Praticamente toda a plataforma continental estava exposta. • Fase 2 - de 16.000 a 11.000 anos (AP). O nível do mar estava entre 60 e 70m abaixo do atual. • Fase 3 - de 11.000 a 6.500/5.000 anos (AP). O nível do mar estava entre 45 e 25 metros acima do atual. 33 Com base nas informações impetradas dos terraços marinhos holocênicos e de outros indicadores, demonstrando paleoníveis marinhos distintos do presente, Suguio et al. (1985) descreve curvas de variações referentes aos últimos 7.000 anos ocorridos em diversos trechos da costa do Brasil. Segundo Angulo & Lessa (1997 apud SOUZA et al., 2005), após a máxima e última transgressão ocorrente posicionada entre a terceira fase descrita anteriormente, o nível do mar teria declinado progressivamente até o nível que se encontra atualmente, sem amplas oscilações. Este rebaixamento apresenta seis fases sequenciais: • Fase 1 – o nível médio do mar ultrapassou pela primeira vez no Holoceno entre 7.000 e 5.000 A.P.; • Fase 2 – por volta dos 5.500 A.P. o nível do mar elevou-se cerca de 2 e 8 metros acima do atual; • Fase 3 – em meados de 3.900 anos A.P., o nível médio relativo do mar possivelmente esteve entre os 1,5 a 2 metros abaixo do encontrado no presente; • Fase 4 – há cerca de 3.000 anos antes do presente, o paleonível do mar ascendeu cerca de 2 e 3 metros acima do atual; • Fase 5 – ocorreu uma pequena ascensão do nível médio do mar, atingindo provavelmente um nível inferior ao que encontra em meados de 2.800 A.P.; • Fase 6 – num tempo geológico recente (2.500 anos A.P.) o nível médio do mar esteve em média 1,5 a 2 metros acima do atual, desde então a descensão permanece contínua. 3.2. Formas de Leito Superficiais e Subsuperficiais De acordo com Gomes (1987) os depósitos marinhos submersos atuais relacionam-se aos sedimentos provenientes da plataforma continental interna e aos depósitos submetidos às fases transgressivas pleistocênicas e holôcenicas do nível relativo do mar que por fim se constituem de areias quartzosas, finas e médias selecionadas, e presença de organismos marinhos. Abreu, (1998) cita que os sedimentos depositados junto à costa que se estendem até a plataforma interna são de natureza arenosa, sendo que estes depósitos se relacionam diretamente com as características locais e, compreendem uma área de grande mobilização sedimentar. 34 Determinados tipos de feições sedimentares do leito oceânico “bedforms” podem registrar evidências da ação de correntes longitudinais de deriva costeira e de fundo “ripcurrents” na plataforma continental interna conforme afirmam Corrêa & Souza (2006). Algumas destas feições superficiais em praias arenosas são nominalmente relacionadas à dinâmica dos sedimentos junto ao fundo, resultantes da combinação de forças naturais como ondas e correntes, são, por exemplo, na formação de bancos de areia (feições batimétricas rítmicas) (RUESSINK , 2000). Em condições de tempestades “storm”, Gruszcznski (1993 apud CORRÊA & SOUZA 2006), sugerem que a formação de “megaripples”, na plataforma continental interna, podem estar associadas às “rip currents”. Tessler & Souza (1998) abordam sobre perturbações na topografia da superfície de fundo as quais são basicamente relacionadas à presença de ondas de areia e marcas onduladas, de grande porte, ou de afloramentos rochosos submersos que ocorrem em locais restritos. Abreu (1998) correlaciona analogicamente às complexas diversidades de depósitos sedimentares aos estágios de elevação e recuo do nível relativo do mar ao longo do tempo geológico. Contudo, é evidenciada a presença de sedimentos lagunares, eólicos, fluviais e marinhos que se encontram sobrepostos numa sequência vertical sob forma de fácies sedimentológicas, sendo que a subsuperfície da plataforma continental também guarda evidências dos mesmos processos descritos. Sheriff (1999) define um horizonte acústico como a superfície que separa duas camadas com impedância acústica distintas, e que por meio destas e pelo formato das mesmas faz-se possível o mapeamento e a interpretação das superfícies limítrofes e algumas feições importantes para o conhecimento da plataforma interna como paleocanais, rochas praias, clinoformas, etc. Na literatura, Fleming et al. (2008), caracterizam algumas sequências deposicionais em relação aos processos de deposição por meio do formato das mesmas. As denominadas clinoformas são aquelas que evidenciam um desenvolvimento progradacional do registro sedimentar, formando prismas de deposição que se acunham em direção à plataforma média e externa. Outro tipo de sequencia sedimenologica é caracterizada pelo formato tabular em cunha, na qual geralmente recobrem as unidades sísmicas do tipo clinoformas carregando uma configuração progradante. Alguns elementos arquiteturais inseridos na plataforma continental vêm sendo interpretados como paleocanais e/ou paleovales formados em consequência de eventos de oscilação marinha do Quaternário. Corrêa (1996) e Abreu & Calliari (2005) em estudos sobre paleocanais na Plataforma Continental interna do Rio Grande do Sul explanam que estes canais apontavam a uma drenagem pretérita sob uma ampla planície costeira em 35 períodos de mar baixo, passaram a serem afogados e preenchidos pela sedimentação arenosa nos eventos transgressivos decorrentes. 3.3. Levantamento Sísmico Do ponto de vista da acústica, a plataforma continental se apresenta como um guia de ondas limitado por dois “perímetros”: absorvente (fundo) e liso (superfície). A propagação nos dois limites recebe influência e modifica o campo sonoro por diversos fatores. Alguns deles seriam a forma do perfil da velocidade do som e as propriedades geoacústicas do fundo e suas irregularidades; agitação da superfície, heterogeneidade das massas d’água, correntes marítimas, (...). É importante ressaltar que, na plataforma continental, todos os fatores indicados sofrem extremas variações dependendo da localização geográfica, processos meteorológicos e estações do ano. (KATSNELSON & PETNIKOV, 1997). Através dos fundamentos de Neal et al. (1993 apud ABREU, 2010), a estratigrafia sísmica implica em seu modo funcional, na interpretação de registros sísmicos que por sua vez, propiciam uma melhor percepção na identificação dos processos oscilatórios do nível do mar nas quais facultam a compreensão do arranjo geológico das rochas, das camadas de sedimentos bem como da estruturação destes ambientes deposicionais. Com isso, faz-se possível a obtenção de antigos cenários naturais investigados. Para tanto, o método sísmico emprega em sua funcionalidade distintas fontes acústicas, obtendo assim, uma assinatura sísmica por meio do sinal refletido de acordo com o fundo marinho a ser estudado. Por conseguinte, a validação de hipóteses em relação à caracterização da superfície e subsuperfície do assoalho marinho na geofísica marinha, utiliza como estimativa um padrão de eco, o qual é denominado por meio das resultantes da interação entre o leito marinho e o pulso da energia usada como fonte. O retorno deste é a resposta obtida pela sedimentologia local, suas camadas, pelas estruturas e rugosidade do fundo (FLOOD, 1980 apud BAPTISTA NETO et al., 2011). Contudo, se faz possível a identificação de diferentes caráteres de eco, logo o entendimento das caraterísticas do fundo e subfundo oceânico. Cada fonte sísmica emite um sinal dentro de um determinado espectro de frequência resultando em uma configuração característica de acordo com o tipo de aplicação desejada. Por sua vez, o tamanho do espectro de frequência possui uma relação inversamente proporcional ao sinal atenuado, ou seja, quanto mais alto for o espectro de 36 frequência menor será o poder de penetração entre as camadas deposicionais, maior será sua resolução permitindo a visualização de superfícies com alta nítidez, porém limitando-se entre as camadas que se estendem geralmente entre os 10 e 30 metros do subfundo marinho (AYRES, 1998). A presente pesquisa utiliza o método sísmico perfilador de subfundo (sub-bottom-profiler) o qual opera na frequência de 3,5 kHz. O sinal refletido e transmitido depende de dois parâmetros característicos dos sedimentos marinhos, as constantes relevantes como o módulo da compressão e rigidez, que são regidas pelos fatores correspondentes ao grau de saturação, pressão de confinamento, porosidade e temperatura dos sedimentos. Um somatório destes fatores submetidos aos sinais acústicos gera uma velocidade sonora em um meio qualquer de densidade específica. Como a área investigada compreende dois meios distintos, água e sedimento, onde a água possui uma velocidade constante e suas propriedades alteram pouco e os sedimentos variam em sua densidade, pois dependem basicamente da mineralogia, porosidade e teor de água são possíveis. Assim, comparando o comportamento destes sinais nas interfaces água/sedimento, origina a resultante representada pelo produto entre a velocidade do som e a densidade de um determinado meio denominado impedância acústica e que por fim, o coeficiente de reflexão do sinal emitido é a diferença de impedância acústica entre estes dois meios (Figura 7). Quanto maior a diferença, maior será a energia refletida a qual é notavelmente associada aos afloramentos rochosos que apresentam alta refletividade acústica. Contudo, por meio às diferenças entre as propriedades elásticas dos meios água e sedimento, parte da energia emitida é absorvida e parte é refletida como ecos que carregam então as informações necessárias para a interpretação do fundo marinho (WOODS, 1991 e SCHON, 1996). 37 Figura 7. Transmissão e reflexão do sinal sísmico de acordo com a variação da impedância acústica (V1ρ1/V2ρ2/V3ρ3) das camadas sedimentares nos tempos t1, t2 e t3 abaixo do fundo obtendo as reflexões r1, r23 e r34. Fonte – Uso da sísmica de reflexão de alta resolução e da sonografia na exploração mineral submarina (AYRES, 2010). 4. Metodologia 4.1. Aquisição dos dados Por meio do projeto em execução intitulado Granulados Siliciclásticos da Plataforma Continental Sul-brasileira com Ênfase na Região Adjacente a Ilha de Santa Catarina foram realizadas as atividades de coletas de dados e análises amostrais sedimentológicas tendo como finalidade confeccionar um mapeamento geológico e geofísico dos depósitos granulados (litoclásticos, bioclásticos e minerais pesados) existentes. As atividades que serão descritas permaneceram sob a responsabilidade da Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI) e da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), inseridas em um levantamento mais amplo que envolve as instituições do Grupo de Execução Regional Sul (GER Sul) do REMPLAC/PGGM, representadas pela Universidade Federal do Paraná (UFPR), responsável pelo mapeamento na plataforma continental do Paraná, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e da Fundação Universidade Federal do Rio Grande (FURG), delegadas no mapeamento dos granulados na plataforma continental do Rio Grande do Sul compondo o Levantamento Geológico e Sísmico da Plataforma Continental Interna dos Estados do RS, SC e PR com ênfase nos Depósitos Econômicos Granulados (Siliciclásticos, Bioclásticos e Minerais 38 Pesados). Faz-se necessário ressaltar que a presente pesquisa consiste apenas na análise dos depósitos siliciclásticos da região de Florianópolis, sendo que os parâmetros sedimentológicos já foram processados, avaliados e compilados nos relatórios preliminares da investigação. 4.1.1. Amostragem sedimentológica A coleta de amostras sedimentares superficiais e a aquisição de dados oceanográficos ao largo da plataforma continental adjacente à Ilha de Santa Catarina ocorreram em duas fases distintas. A primeira fase desenvolveu-se entre os dias 24 e 27 de setembro de 2008, e a segunda, entre os dias 13 e 15 de junho de 2009. Durante as duas fases coletou-se um total de 108 amostras (Figura 8). Como base operacional para a coleta de dados na primeira fase, foi disponibilizado o Navio de Pesquisa Soloncy Moura pertencente ao Centro de Pesquisas e Gestão de Recursos Pesqueiros do Litoral Sul e Sudeste (CEPSUL), vinculado ao Instituto Chico Mendes de Biodiversidade. Nesta etapa, foram coletadas 81 amostras sedimentares ao longo da plataforma continental adjacente à Ilha de Santa Catarina entre as isóbatas de 10 e 50 m. 39 Figura 8. Localização das amostras de sedimento coletadas a bordo do NPq Soloncy Moura (1 - 81) e do NOc Atlântico Sul (82 - 108). Para tanto, foram utilizadas três dragas pontuais do tipo Van Veen de diferentes dimensões (Figura 9). A posição geográfica das estações de coleta foi determinada por meio de um sistema rastreador de satélite modo diferencial marca Furuno, modelo GP3100. 40 A B Figura 9. A - Lançamento do amostrador tipo Van Veen ; B - Recolhimento do amostrador à bombordo da embarcação (Fotos de a) Carolina Menegaz e b) Maria Luiza Alves Costa). Figura 10. Amostra de sedimento coletada à bordo do NOc. Atlântico Sul (Foto de Vinícius Diebe, 14/6/2009). Em áreas de interesse maior foram coletadas mais que quatro amostras em perfis intercalados. A distribuição das coletas sedimentares pode ser observada na Figura 11. 41 Figura 11. Mapa da área de estudo evidenciando a distribuição dos perfis sísmicos e das estações de coleta. Para complementar as atividades realizadas na primeira fase, foi planejado e executado um segundo cruzeiro oceanográfico com o objetivo de coletar amostras de sedimentos para cobrir áreas não amostradas no primeiro cruzeiro e para o mapeamento geofísico. Neste segundo cruzeiro foi disponibilizado o Navio Oceanográfico Atlântico Sul, 42 pertencente à Universidade Federal do Rio Grande onde o procedimento adotado foi análogo ao da fase 1 e foram coletadas neste cruzeiro 27 amostras de sedimentos. A presente monografia utilizou as 108 amostras para o desenvolvimento dos objetivos descritos. As amostras foram devidamente processadas no Laboratório de Geologia da Universidade do Vale do Itajaí, obtendo as percentagens dos tipos de sedimento dentre os mais grosseiros aos mais finos, dividindo-os em dois grupos que compuseram as classes pertencentes a areia e lama formando assim, um acervo de dados da malha amostral coletada (Apêndice 1). 4.1.2. Levantamento Geofísico O levantamento sismográfico realizou-se em uma expedição, que ocorreu juntamente com a aquisição das segundas amostras sedimentares, descritas anteriormente. Durante o trajeto percorrido pela embarcação utilizou-se um sistema sísmico sub-bottom-profiler com 4 transdutores para o mapeamento das camadas superficiais e subsuperficiais do fundo marinho. O cruzeiro sísmico levantou 31 perfis traçados ao longo da linha de costa da Ilha de Santa Catarina, sendo que 2 destes estão distribuídos paralelamente à linha de costa e 29 dispostos perpendicularmente entre as isóbatas de 10 e 50 m distanciados a uma milha náutica entre si (Figura 12). 43 Figura 12. Localização dos perfis transversais e paralelos à linha de costa da ilha de Santa Catarina onde foi realizado o levantamento geofísico na plataforma continental interna adjacente. Os perfis foram realizados utilizando um sistema de quatro transdutores com frequência de 3,5 kHz (Figura 13 e 14), nas quais compuseram o levantamento geofísico ao largo da ilha, recobrindo toda a extensão da área de estudo. 44 Para que esta atividade fosse realizada, foi necessário que o navio navegasse a uma velocidade de 4 nós. Vale ressaltar que, quanto menor a frequência, menor a resolução e maior a penetração das ondas sísmicas no sedimento e, quanto maior a frequência, maior a resolução e menor a penetração sonora no sedimento. Figura 13. Sistema sísmico com 4 transdutores (Foto de Marina Ghedin, 21/06/2011). Figura 14. Instalação da sonda 3,5 kHz no mar para realização do levantamento geofísico (Foto de Michelle Damasio, 13/6/2009). Os sismogramas foram dispostos por meio de uma ferramenta computacional disponibilizada e acoplada ao próprio sistema designado Bathy2010 Acquisition (Figura 15) e que através deste software foram geradas as imagens interpretadas. 45 Figura 15. Exemplo de um registro obtido em tempo real na área de estudo. A imagem foi copiada da tela do computador e demonstra os comandos à esquerda de impulso frequencial, dados batimétricos e edição das imagens geradas. 4.1.3. Dados Batimétricos Um ecobatímetro Furuno modelo FCV-1000 pertencente à embarcação foi utilizado para determinação da profundidade de coleta e para a realização de perfis batimétricos sobre os quais foram coletadas as amostras de sedimento. A ecossonda da embarcação forneceu registros ecobatimétricos analógicos os quais impetraram alguns erros para uma possível digitalização, estes emanaram apenas na batimetria dos perfis ímpares, impossibilitando assim na produção de um mapa batimétrico completo por meio deste. Em decorrência da problemática sucedida o mapa batimétrico foi produzido a partir das cartas náuticas e folhas de bordo da Diretoria de Hidrografia e Navegação processadas no programa SMC – Brasil, sendo que os documentos cartográficos já se encontravam digitalizados no Banco de Dados do LOG - LabGeo/UNIVALI. 46 4.2. Tratamento dos dados 4.2.1. Análise estatística As amostras foram processadas no Laboratório de Sedimentologia do Departamento de Geociências da Universidade Federal de Santa Catarina (CFH/UFSC), por meio de técnicas padrões de peneiramento (SUGUIO, 1973). Por meio das classificações texturais das amostras coletadas, pertencente ao banco de dados do Laboratório de Oceanografia Geológica - UNIVALI submeteu-se a estas, uma análise estatística de caráter comprobatório para que os distintos percentuais de areia e lama obtivessem determinada relação significativa com as diferentes cotas batimétricas. Para tal, a ferramenta utilizada na construção das resultantes geradas é do tipo regressão linear obtida por meio do software STATISTICA Application versão 6.0. 4.2.2. Elaboração dos mapas de distribuição superficial dos sedimentos Através dos resultados obtidos das análises texturais foram gerados mapas de distribuição superficial dos sedimentos em escala absoluta de 1:50.000 e 1:130.000. O software utilizado foi o ESRI ArcGIS, versão 9.3.1., módulo – ArcMap e o interpolador empregado foi o do “Vizinho Natural” (Natural Neighbor) disponível em Spacial Analyst Tools – Interpolation. Na elaboração dos mapas utilizou-se: a) Base cartográfica - Modelo digital de elevação – SRTM/NASA-SC. Fonte: Modelo Digital de Elevação SRTM/NASA-SC, ajustado (EPAGRI, 2005). - Shapefile dos contornos hidrológicos (CONTORNO_HD.shp) e das ilhas (ILHA.shp) do estado de Santa Catarina, extraídos das cartas Biguaçu, Florianópolis, Paulo Lopes, Canasvieiras e Lagoa. Fonte: Mapoteca Topográfica Digital de Santa Catarina. EPAGRI/IBGE (2004). Todos os dados foram trabalhados com o sistema de projeção geográfica Datum SAD69. 47 4.2.3. Interpretação dos dados Geofísicos Para a interpretação dos processos deposicionais da plataforma continental interna, os registros sísmicos, obtidos durante a expedição do programa Granulados Siliciclásticos, foram digitalizados e armazenados na memoria virtual do computador como arquivo de extensão “jpg” para sua execução na plataforma Windows, cabe ressaltar que os mesmos não passaram por etapas de processamento na qual implica na edição da geometria do traço, extração e atenuação de ruídos e na retirada das múltiplas de fundo marinho, sendo que tal etapa permite aperfeiçoar a configuração dos parâmetros de aquisição (GOMES, 2009). Posteriormente, o acervo de arquivos de imagens os quais representam os perfis sísmicos foram analisados em tela de computador no auxilio do “software” CorelDRAW X3 (ABREU, 2010). Nesta análise foram destacados os limites marcantes entre as camadas que se sucedem verticalmente desde o leito oceânico até as subsequentes identificáveis por meio das distintas reflexões de características morfológicas consistentes e suas continuidades laterais (GRIEP et al., 2005). Estas camadas foram denominadas profundidades R1, R2 e R3 respectivamente e suas limítrofes foram medidas por meio da ferramenta de régua disponibilizada no “software” e padronizadas em escala real para que a espessura fosse determinada. Além dessa análise, os perfis sísmicos foram verificados em relação às estruturas mais conspícuas e de grande representatividade de cenários pretéritos e atuais da plataforma adjacente à Ilha de Santa Catarina. Para as distinções do tipo sedimentar e estruturas internas existentes foram adotados diferentes tipos de ecocaráter. Para tanto, foi empregada uma avaliação minuciosa dos arquivos digitais, através de interpretação visual para a classificação dos registros acústicos perante as distintas reflexões apresentadas nos perfis em relação às diferentes tonalidades e intensidades de cinza. Os registros também foram plotados sobre uma base georreferenciada (mapas sedimentológicos) para a localização dos mesmos sobre a plataforma continental interna, compondo padrões de eco, logo apresentado assinaturas sísmicas diferenciadas as quais se relacionam às diferentes fácies sedimentares. Caracterizou-se como fundo regular, toda a superfície lisa, contendo poucas irregularidades livre de estruturas. Os fundos irregulares foram caracterizados como sendo fundos com topografia acidentada incluindo algumas feições morfológicas diferenciadas como bancos de areia, “megaripples” e feições particulares ao modelado da área de estudo. . 48 Com base nestes métodos caracterizaram-se as configurações de superfície e subsuperfície da área de estudo. 4.2.4. Dados Batimétricos Para a confecção da batimetria local, foi disponibilizada pelo Laboratório de Oceanografia Geológica uma malha batimétrica SMC de Santa Catarina na qual foi submetida a diversos tipos de interpoladores, gerando cenários similares. A interpolação adotada foi aquela a qual se obteve um resultado mais próximo ao panorama real. O “software” utilizado foi o ESRI ArcGIS, versão 9.3.1., módulo – ArcMap e o interpolador empregado foi o do “Inverso do quadrado da distância” (IDW). 4.2.5. Volume sedimentar Nesta análise foram utilizados os dados provenientes das medições entre os limites marcantes das camadas deposicionais e seus respectivos tipos de eco, logo o tipo sedimentar estimado por meio destes e o mapeamento das respectivas fácies sedimentares. Este acervo de dados foi submetido a uma compilação e os mesmos geraram informações de caráter volumétrico e litológico. A ferramenta utilizada para tais resultantes foi o “software” RockWorks versão 15.0 e para a geração do mapa litológico e respectivo volume arenoso utilizou-se: - 1 planilha de localização dos registros contendo as projeções geográficas para cada conjunto de top (impulso sonoro/ transmissão do sinal sísmico) e as medidas em metros de base e topo total para os mesmos; - 1 planilha litológica contendo os valores entre cada camada deposicional situada dentre o topo e a base total de cada top e seus respectivos tipos de refletores, logo estes foram divididos em refletores de natureza arenosa e lamosa. 49 5. Resultados e Discussões 5.1. Distribuição Sedimentológica e Batimetria 5.1.1. Análise Estatística Cada classe constituiu uma análise em particular, e através dos valores do coeficiente linear exorbitantemente baixo (p= 00, 000) e um coeficiente de explicabilidade de 60% para ambos, representado pelas associações, determinou-se uma relação de causa e efeito demostrado nos gráficos de dispersão para as percentagens de areia e lama em relação à profundidade do local da coleta (Figura 16 e 13). Figura 16. Relações entre as percentagens de areia com a profundidade no local da coleta. Analisando os gráficos de dispersão das distintas texturas sedimentares, nota-se uma forte associação entre os eixos para ambos, apropriando o modelo posto em questão. 50 Figura 17. Relações entre as percentagens de lama com a profundidade no local da coleta. Os resultados estatísticos demonstraram grande significância nas relações abordadas; em relação à distribuição de areia, a força mostra-se significativamente negativa, representada pela linearidade decrescente, justificando as baixas percentagens em relação às maiores cotas batimétricas após os 30 metros. Para a dispersão dos percentuais de lama, demonstrou-se o inverso, sendo notável a relação entre as percentagens elevadas e o incremento da profundidade. Isto explana a distribuição esperada dos sedimentos em torno da área da presente pesquisa, ou seja, à medida que a plataforma interna tende à porção média, os sedimentos tendem a ser de granulometria mais fina conforme afirmam Rohr & Almeida (2006); Horn Filho (2003); Gré (1983); Abreu (1998; 2010). 5.1.2. Mapas sedimentológicos De forma genérica do ponto de vista textural, os sedimentos tornam-se mais finos em direção às maiores profundidades observado na Figura 18, onde os percentuais altos de lama se estendem entre as profundidades de 35 e 50 metros. 51 Figura 18. Mapa de distribuição de lama ao longo da plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. Quanto aos sedimentos arenosos, analisados na Figura 19, apresentam-se predominantemente distribuídos nas proximidades da linha de costa adjacente a ilha até em média os 35 metros de profundidade. Contudo, sedimentos 52 arenosos destacam-se junto à costa, enquanto que sedimentos siltosos se sobressaem nas maiores profundidades, porém são observadas algumas exceções típicas ao modelado da ilha e suas adjacências costeiras. Figura 19. Mapa de distribuição de areia ao longo da plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. 53 No entanto, para uma avaliação mais detalhada da distribuição dos sedimentos ao largo da porção leste da Ilha de Santa Catarina, a área de estudo foi dividida em quatro setores, sendo eles: Setor Norte, Setor Centro – Norte, Setor Centro – Sul e Setor Sul (Figura 20). . Figura 20. Setorização da área ao longo da plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. 54 5.1.2.1. Setor Sul Observando o mapa de distribuição sedimentológica para ambos os tipos texturais de areia e lama (Figuras 21 e 22) pode-se apreciar neste setor uma relação coerente entre as fácies sedimentares e a profundidade de distribuição, seguindo o padrão sedimentológico da disposição gradativa dos distintos tipos de grãos de sedimento. A deposição inicia nas proximidades da linha de costa por sedimentos mais grosseiros e à medida que se estende a maiores profundidades, atinge tamanhos de grãos similares aos siltosos. Praia da Armação Pântano do Sul Ilhas Moleques do Sul Figura 21. Mapa de distribuição de areia ao longo do Setor Sul na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. Entretanto, algumas restrições são observadas com maior clareza na Figura 22. Evidencia-se percentagens de lama em torno de 30 a 65 % nas adjacências entre uma protuberância sul, denominada ponta do Marisco, a qual separa a praia da Armação e o Pântano do Sul situadas nas profundidades entre 20 e 30 metros. Igualmente nas porções laterais das três ilhas (ilhas Moleques do Sul) postas na seção frontal à praia do Pântano do Sul (ilha Irma Pequena, ilha Irmã do Meio e ilha irmã de Fora) onde as mesmas percentagens são encontradas, porém em menores ocorrências e que, por conseguinte são evidenciadas baixas percentagens de material arenoso (Figura 21). 55 Praia da Armação Pântano do Sul Ilhas Moleques do Sul Figura 22. Mapa de distribuição de lama ao longo do Setor Sul na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. Esta distribuição possivelmente é reflexo da posição geográfica da ilha no sentido nordeste-sudoeste, a qual está constantemente submetida às correntes de deriva litorânea longitudinais a costa, esta a qual é característica da região , provenientes do quadrante sul, atuam como barreira do transporte sedimentar, evitando o retrabalhamento dos sedimentos, incrementando a deposição dos finos. 5.1.2.2. Setor Centro – Sul Para o Setor Centro – Sul, a distribuição sedimentar segue a uma granulodecrescência em relação às profundidades mais elevadas, evidenciando maiores percentagens de areia ocupando grande parte da plataforma interna e as percentagens mais significativas para lama que se estendem à medida tendencial à plataforma média (Figura 23). 56 Praia Mole ilha do Xavier ilha do Campeche Figura 23. Mapa de distribuição de areia ao longo do Setor Centro - Sul na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. Porém, ocorre um predomínio de lama de 45 a 95% nas proximidades da costa situada em frente à praia Mole, em especifico, ao entorno da ilha do Xavier, nas profundidades de 25 a 30 metros (Figura 24). Tal discordância na região pode ser relacionada ao efeito ilha que acaba por acumular os sedimentos lamosos quando submetidas à ação do clima de ondas no local, sendo as mais constantes vindas de nordeste e as mais intensas, provenientes de sul. 57 Praia Mole ilha do Xavier ilha do Campeche Figura 24. Mapa de distribuição de lama ao longo do Setor Centro - Sul na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. 5.1.2.3. Setor Centro – Norte Os mapas sedimentológicos para este setor acompanham o padrão de distribuição dos sedimentos arenosos e lamosos, evidenciando grande presença de areia, cerca de 80 a 100%, até as profundidades de até 30 metros (Figura 25). 58 ilha das Aranhas Figura 25. Mapa de distribuição de areia ao longo do setor centro - norte na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. Em relação à sedimentação lamosa, é observada uma predominância após a isóbata de 30 metros e esta aumenta gradativamente em suas percentagens (Figura 26). 59 ilha das Aranhas Figura 26. Mapa de distribuição de lama ao longo do setor centro - norte na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. 5.1.2.4. Setor Norte Em relação a este último setor, muito similar aos anteriores grande parte da distribuição é também similar ao setor Centro – Norte. Tais setores não estão submetidos a uma orientação NE – SO tão acentuada como nas porções sul da Ilha de Santa Catarina, atenuando os efeitos ao modelado da costa diante o transporte litorâneo e o clima de ondas. 60 Figura 27. Mapa de distribuição de areia ao longo do setor norte na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. Entretanto apenas nas proximidades da ilha das Aranhas (Figura 26) e no extremo norte da ilha, analisada na Figura 28 apresentam um pequeno acúmulo de sedimentos lamosos de até 45% nas profundidades de 25 a 30 metros. 61 Figura 28. Mapa de distribuição de lama ao longo do setor norte na plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina. 5.2. Interpretação dos perfis sísmicos Seguindo o modelo de interpretação sedimentológica da área estudada, os perfis sísmicos foram submetidos ao mesmo padrão de compartimentação em setores, compondo estes em: Setor Norte, no qual se inserem as linhas de sondagem de 1 a 8; Setor Centro – Norte, contendo os registros de 9 ao 15; Setor Centro – Sul comportando os perfis 16 ao 22; e o Setor Sul agregando os demais registros. Por fim, as linhas sondadas paralelamente à costa serão dispostas em particular, pois estas envolvem toda a área estudada (Figura 29). Determinou-se para o presente estudo dois ecocaráters presentes nos registros interpretados: 1) ecocaráter de forte reflexão do fundo, de caráter penetrante, com refletores em subsuperfície contínuos, paralelos ou levemente divergentes em direção “offshore” (COSTA, 1998); 2) ecocaráter de fundo refletivo, apresentando uma transparência acústica logo, não permitindo evidenciar com exatidão alguns refletores de subfundo. Três horizontes acústicos foram identificados, denominados R1 (fundo marinho), R2 e R3 estão presentes em quase todos os perfis. 62 Figura 29. Localização dos perfis transversais e paralelos à linha de costa da ilha de Santa Catarina onde foi realizado o levantamento geofísico na plataforma continental interna adjacente, subdivididos nos quatro setores. 63 5.2.1. Setor Norte A apreciação inicial neste setor, no que tange à declividade da plataforma continental interna, indica uma configuração estreitada a qual volta a se alargar em direção norte (Figura 30); os registros de sísmica, apesar de não apresentarem uma boa resolução e estarem em escalas distintas, revelaram os dois tipos de ecocaráter de fundo parcialmente irregular, seguindo a classificação proposta por Baptista Neto et al., (1996), Quaresma et al., (2000) e Catanzaro et al. (2004), entretanto estes demostraram uma variação desta sugerida pelos autores. Do mesmo modo se comportam os tipos de fundo dos registros sísmicos a começar do perfil 29 ao 26 (Figuras 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 e 35), evidenciando fundos menos irregulares tendendo a uma maior irregularidade em direção sul, respectivamente entre os perfis 25, 24, 23 e 22 (Figuras 36, 37, 38, 39, 40, 41 e 42). Figura 30. Localização dos perfis sísmicos e batimetria do Setor Norte da Ilha de Santa Catarina. Os registros de sísmica plotados na Figura 31, revelaram os dois tipos de ecocaráter (ecocaráter 1 e 2) sendo que os mesmos exibiram-se distintamente de acordo com a região de maior predominância sedimentar, os quais são relacionados ao ecocaráter 1 à uma maior predominância de material arenoso e para o segundo ecocaráter a presença de lama. A disposição das estações de coleta sedimentológica em alguns registros 64 (Figuras 32, 34, 40 e 43) demonstra esta relação através da diminuição do percentual dos sedimentos arenosos e um aumento suave e gradativo dos percentuais de lama observados no apêndice 1. A B Figura 31. A - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de areia no Setor Norte da Ilha de Santa Catarina. B - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de lama no Setor Norte da Ilha de Santa Catarina. Porém, faz-se necessário advertir que os registros de número 6 e 7 (Figuras 42 e 43) apresentam-se de baixa qualidade visual, advindo do modo operacional do equipamento. No entanto estes estão dispostos no presente trabalho, porém proporcionam cenários pouco explicativos, logo não foram levados em questão nas explanações, pois os mesmos tendem a gerar informações errôneas. Ecocaráter 1 79 108 80 Ecocaráter 2 Figura 32. Registro sísmico 1 e respectivas estações de coleta sedimentológica (79, 108 e 80). Figura 33. Perfil 1 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. 65 Algumas particularidades foram verificadas neste setor, em especial nos registros de número 2 e 3 (Figuras 35 e 37) apresentando algumas estruturas internas denominadas paleocanais. Tal estrutura evidenciada no perfil 2 apresenta, em média, uma largura de 60 metros situando-se cerca de 4 metros de coluna sedimentar em relação ao primeiro horizonte acústico R1. Em direção ao sul, mais precisamente no transecto 3 é perceptível a presença de um segundo paleocanal, este situado mais distante em relação à costa e ao primeiro e menor paleocanal. Esta estrutura apresenta em média 130 metros de largura e é encontrando cerca de 34 metros de deposição, ambos obtêm um sentido norte – sul e estão dispostos sobre os refletores R3 . 107 76 Ecocaráter 2 Ecocaráter 1 Figura 34. Registro sísmico 2 e respectivas estações de coleta sedimentológica (107 e 76). Figura 35. Perfil 2 processado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3 e uma estrutura interna identificada como paleocanal. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Figura 36. Registro sísmico 3. 66 Figura 37. Perfil 3 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3 e uma estrutura interna identificada como paleocanal. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Figura 38. Registro sísmico 4. Figura 39. Perfil 4 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. 66 67 Ecocaráter 1 68 69 Ecocaráter 2 Figura 40. Registro sísmico 5 e respectivas estações de coleta sedimentológica (66, 67, 68 e 69). Figura 41. Perfil 5 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. 67 Figura 42. Registro sísmico 6. 60 61 62 Figura 43. Registro sísmico 7 e respectivas estações de coleta sedimentológica (60, 61 e 62). Figura 44. Perfil 7 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2; e o embasamento acústico. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Figura 45. Registro sísmico 8. Figura 46. Perfil 8 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. 68 Nota-se que em apenas três registros foram registrados os horizontes acústicos R3 (Figuras 35, 37 e 39) e grande parte destes tendem a acompanhar paralelamente em espessura os limítrofes denominados R2 e R1. A espessura sedimentar neste setor apresenta-se de forma variável entre os transectos. As unidades sísmicas representadas pelos registros nos quais são visíveis apenas os horizontes acústicos R1 e R2 possuem em sua forma uma configuração divergente e mergulhante mar à dentro iniciando em espessuras entre 2 e 3 metros, chegando a alcançar em média 8 – 9 metros (Figuras 33, 41, 44 e 46). Em relação aos perfis demarcados pela presença do horizonte acústico R3, apresentamse de espessura levemente variável, as quais se comportam entre 3 e 5 metros. 5.2.2. Setor Centro – Norte Batimetricamente, o setor alvo permanece de comportamento similar ao setor antecedente apresentando-se de declividade marcante (Figura 47), porém no tocante ao tipo de fundo, este demonstra algumas irregularidades. Figura 47. Localização dos perfis sísmicos e batimetria do Setor Centro - Norte da Ilha de Santa Catarina. 69 Para esta região, os ecocarateres identificáveis permanecem os mesmos discutidos no setor anterior demonstrando correlação geomorfológica entre os mesmos, porém, alguns registros demonstram uma diferenciação por meio de uma reflexão denominada múltipla, onde as reflexões das camadas deposicionais são registradas repetidamente caracterizando-se como reflexos “fantasmas” (Figuras 49, 51, 53, 55 e 57). A B Figura 48. A - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de areia no Setor Centro Norte da Ilha de Santa Catarina. B - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de lama no Setor Centro - Norte da Ilha de Santa Catarina. As amostras sedimentares incididas nas figuras 49, 53, 57 e 61 conferem a identificação dos ecocaráteres descritos, evidenciando uma maior porcentagem de sedimentos arenosos nas porções iniciais e estes decrescem à medida que o registro se finaliza. Ecocaráter 1 53 52 Refletor múltiplo 54 55 56 57 Ecocaráter 2 Figura 49. Registro sísmico 9 e respectivas estações de coleta sedimentológica (53, 52, 54, 55, 56 e 57). É evidenciado nas porções norte deste setor, especificamente nos registros 9 e 10 (Figuras 50 e 52), um padrão semelhante entre a primeira unidade sísmica (R1 – R2) de alguns perfis do Setor Norte, a começar de menores espessuras mergulhando em direção à plataforma média findando com espessuras de em média 8 metros. Assim como os horizontes acústicos denominados R3, também não apresentam grandes variações em espessuras. 70 Figura 50. Perfil 9 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Refletor múltiplo Figura 51. Registro sísmico 10. Figura 52. Perfil 10 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. Ecocaráter 1 99 49 100 Ecocaráter 2 Refletor múltiplo Figura 53. Registro sísmico 11 e respectivas estações de coleta sedimentológica (99, 49 e 100). Figura 54. Perfil 11 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. 71 Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Refletor múltiplo Figura 55. Registro sísmico 12. Figura 56. Perfil 12 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. Ecocaráter 1 45 98 46 Ecocaráter 2 Refletor múltiplo Figura 57. Registro sísmico 13 e respectivas estações de coleta sedimentológica (45, 98 e 46). Figura 58. Perfil 13 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Figura 59. Registro sísmico 14. 72 Figura 60. Perfil 14 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. Analisando o perfil 15 (Figura 61 e 62) nota-se a presença de alguns refletores categorizados no presente trabalho como refletores indiferenciados, pois estes se dispõem aleatoriamente apresentando-se ausentes de continuidades laterais. Ecocaráter 1 41 96 Ecocaráter 2 Figura 61. Registro sísmico 15 e respectivas estações de coleta sedimentológica (41 e 96). Figura 62. Perfil 15 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e um refletor indiferenciado. De forma genérica, os perfis se apresentaram concordantes perante grande parte dos descritos no primeiro setor, preponderando o ecocaráter 1 em quase todo o registro, passando para o ecocaráter 2 logo que a profundidade aumenta e os sedimentos diminuem em seu tamanho de grão. 73 5.2.3. Setor Centro – Sul De acordo com o mapa batimétrico do setor em questão (Figura 63), observa-se que a partir desta seção em direção à porção sul da ilha a plataforma tende a se alargar apresentando uma declividade menos acentuada. No que diz respeito aos registros sísmicos, estes se apresentam em seu fundo uma baixa irregularidade, pois não exibem marcas onduladas, propendendo a possuir uma superfície mais livre de estruturas ou qualquer outra feição morfológica do tipo, em exceção apenas o perfil de número 17 (Figura 67 e 68). Figura 63. Localização dos perfis sísmicos e batimetria do Setor centro - Sul da Ilha de Santa Catarina. Para este setor, grande parte dos registros sísmicos apresentaram um padrão de eco descrito anteriormente, iniciando-se nas áreas mais rasas por fortes refletores de fundo e subfundo (ecocaráter 1), ocorrendo com maior clareza os refletores R2 e pequenas ocorrências do refletor subsequente (R3). Além disso, observa-se um registro acusticamente transparente e homogêneo o que impossibilita em alguns perfis, uma continuidade lateral dos refletores R2 e R3 evidenciando o ecocaráter 2 e indicando uma possível mudança refletiva quando estes descontinuam lateralmente e tendem à porção 74 leste, demonstrando a passagem do ecocaráter 1 para o ecocaráter 2, não permitindo observar com clareza os refletores em subsuperfície.. Tais ecocaráteres presumivelmente são característicos da região, observado na Figura 64 e nos valores em percentagem das estações de coleta sedimentar para areia e lama (Figuras 65, 67, 71 e 75), evidencia um aumento gradativo de sedimentos mais finos no término dos registros situados nas profundidades onde a sedimentologia mostra-se de granulometria mais lamosa. A B Figura 64. A - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de areia no Setor centro sul da Ilha de Santa Catarina. B - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de lama no Setor Centro - Sul da Ilha de Santa Catarina. Ecocaráter 1 38 Ecocaráter 2 Figura 65. Registro sísmico 16 e respectiva estação de coleta sedimentológica (38). Figura 66. Perfil 16 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. 75 Avaliando os registros sísmicos 17 e 18 (Figuras 67, 68, 69 e 70) nota-se a presença de um refletor indiferenciado, o que provavelmente aponta a uma continuidade do mesmo encontrado no perfil 15 (Figuras 61 e 62) disposto no Setor Centro – Norte. Porém, no registro de número 17 (Figura 67) demonstra a existência de reflexões denominadas múltiplas. Ecocaráter 1 32 33 95 Ecocaráter 2 34 Refletor múltiplo Figura 67. Registro sísmico 17 e respectivas estações de coleta sedimentológica (32, 33, 95 e 34). Figura 68. Perfil 17 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2; e refletores indiferenciados. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Figura 69. Registro sísmico 18. Figura 70. Perfil 18 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2; e refletores indiferenciados. 76 29 94 30 Ecocaráter 2 Ecocaráter 1 Figura 71. Registro sísmico 19 e respectivas estações de coleta sedimentológica (29, 94 e 30). Figura 72. Perfil 19 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Figura 73. Registro sísmico 20. Figura 74. Perfil 20 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. 25 24 93 Ecocaráter 2 26 Ecocaráter 1 Figura 75. Registro sísmico 21 e respectivas estações de coleta sedimentológica (25, 24, 93 e 26). 77 Figura 76. Perfil 21 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Figura 77. Registro sísmico 22. Figura 78. Perfil 22 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. Contudo, nota-se novamente uma variação entre as unidades sísmicas em grande parte dos transectos, estas delimitadas pelas reflexões R1 – R2 e R2 – R3 apresentam-se notavelmente distintas, onde a espessura sedimentar demonstra em sua maioria ser maior nas porções terminais entre os refletores R1 e R2, de 8 metros em média, variando inicialmente em espessura entre 1 e 4 metros (Figuras 68, 70, 72, 74 e 76), possuindo um formato mergulhante, sendo que a unidade delimitada pelos horizontes acústicos R2 e R3 comportam-se em sua maioria de modo plano-paralelo. 5.2.4. Setor Sul Observando o último setor, no tocante à declividade da plataforma continental interna, indica um prolongamento suavizado demonstrado na Figura 79 onde as profundidades evidenciadas aumentam de maneira gradativa em direção à plataforma média e externa. 78 Em relação ao fundo, este mostra-se de maior irregularidade para este setor, indicando a presença de bancos arenosos que variam de pequenas a grandes dimensões. Figura 79. Localização dos perfis sísmicos e batimetria do Setor Sul da Ilha de Santa Catarina. Os perfis 23, 24 e 25 observado nas figuras 81, 83 e 85 apresentaram uma homogeneidade do pacote sedimentar nas porções terminais dos registros, evidenciando alguns refletores subsequentes ao refletor de fundo R1. Esta unidade varia desde o cinza claro a uma leve transparência a qual é possivelmente aferida às profundidades onde as camadas deposicionais de maiores porcentagens de lama situam-se (Figura 80). A B Figura 80. A - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de areia no Setor Sul da Ilha de Santa Catarina. B - Localização dos perfis sísmicos e respectivas percentagens de lama no Setor Sul da Ilha de Santa Catarina. 79 Por tanto, foram identificados em maioria apenas os ecos em subsuperfície nas porções iniciais destes registros, evidenciando um limite máximo de reflexão e maior clareza do horizonte acústico R2. Não existe uma continuidade lateral, sobretudo nos horizontes acústicos R3 evidenciando, por tanto, a passagem entre as maiores concentrações de material arenoso do pacote sedimentar para o de granulometria mais fina. Este padrão ocorrido nos setores descritos também pode ser aferido às estações de coleta sedimentar onde as maiores percentagens para areia tendem a diminuir à medida que o registro aproxima-se a plataforma média (Figuras 77 e 81). Nota-se que em apenas nos registros 26, 27, 28 e 29 (Figuras 87, 89, 91 e 93) ocorrem os ecocaráteres 1, os quais são demonstrados uma predominância sedimentar de natureza arenosa e uma continuidade lateral bem definida. 16 17 91 92 Ecocaráter 2 18 Ecocaráter 1 Figura 81. Registro sísmico 23 e respectivas estações de coleta sedimentológica (16, 17, 91, 92 e 18). Figura 82. Perfil 23 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e o embasamento rochoso. Ecocaráter 1 Ecocaráter 2 Figura 83. Registro sísmico 24. 80 Figura 84. Perfil 24 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e o embasamento rochoso. 13 Ecocaráter 1 89 90 Ecocaráter 2 14 Figura 85. Registro sísmico 25 e respectivas estações de coleta sedimentológica (13, 89, 90 e 14). Figura 86. Perfil 25 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; o embasamento rochoso; e o embasamento acústico. Estes registros apresentaram algumas reflexões em subsuperfície, onde foi possível visualizar o embasamento rochoso após o refletor R2; nota-se que este possui um relevo irregular, com diversas formas: do tipo pão de açúcar (BAPTISTA NETO et al., 1996; CATANZARO et al., 2004), sugerindo tratar-se do embasamento cristalino e/ou estruturas rochosas representadas por um exagero vertical, proveniente do eco refletido (Figuras 81, 82, 83, 84, 85 e 86). As camadas deposicionais demarcadas pelos limites entre os horizontes acústicos, em especial aqueles onde o refletor R3 é visualizado em grande parte dos registros, exibemse de forma mergulhante em direção a mar profundo iniciando-se com espessuras em cerca de 1 a 2 metros chegando em média a 7 metros de camada deposicional. Para a unidade composta pelos refletores R1 e R2 apresentam-se notavelmente distintos ao padrão ocorrido entre os setores discutidos, as quais ocorrem um acompanhamento plano-paralelo e estes não variam significativamente em suas espessuras (Figuras 82, 84, 86, 88, 90, 92 e 94). 81 Ecocaráter 1 Figura 87. Registro sísmico 26. Figura 88. Perfil 26 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e o embasamento acustico. Ecocaráter 1 Figura 89. Registro sísmico 27. Figura 90. Perfil 27 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. 84 85 86 7 Ecocaráter 1 Figura 91. Registro sísmico 28 e respectivas estações de coleta sedimentológica (84, 85, 86 e 7). 82 Figura 92. Perfil 28 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1 e R2. 82 83 2 Ecocaráter 1 Figura 93. Registro sísmico 29 e respectivas estações de coleta sedimentológica (82, 83 e 2). Figura 94. Perfil 29 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3; e o embasamento acústico. Para este setor, foram observados com maior clareza o ecocaráter 1 de alta reflexão de fundo evidenciando os limites entre as camadas subsequentes R2 e R3, permitindo uma visualização mais clara ao horizonte acústico R2, que tende a acompanhar a reflexão anterior R1, e algumas reflexões denominadas embasamento acústico (Figuras 85, 86, 87, 88, 93 e 94) sendo este um refletor delimitando pela última reflexão visível do registro. Possivelmente este tipo de caráter é visualmente associável às maiores percentagens de areia, textura que permite maior poder de reflexão. 5.2.5. Registros Paralelos à costa Em relação à disposição dos registros paralelos à costa (Anexos 1, 2, 3, 4 e 5; Apêndices 2, 3, 4, 5 e 6), mostraram-se de baixa qualidade de sinal acústico, não evidenciando com nitidez as reflexões de subfundo. Entretanto, explicam alguns 83 comportamentos relativos aos transectos descritos até o presente, como: a forte reflexão de fundo, a presença esporádica dos refletores de subsuperfície R2 e R3 e a irregularidade do fundo por meio do formato do horizonte acústico R1, apresentando-se não retilíneo. Uma estrutura interna analisada nas porções sul do perfil 30, contudo, evidencia com maior clareza, corroborando nas explanações da identificação do embasamento rochoso encontrado nos transectos 23, 24 e 25 (Figuras 81, 83 e 85). 5.3. Volume sedimentar Analisando o mapa litológico (Figuras 95 e 96) para os distintos tipos sedimentares cujo é evidenciado com clareza a predominância do material arenoso, resultou um volume dos depósitos arenosos de 32.440.750.000,0 m³. Sendo este estoque de valor considerável para futura utilização em projetos que envolvem a recuperação de praias sujeitas à erosão. Figura 95. Mapa litológico evidenciando a distribuição sedimentar evidenciando os refletores de areia e lama, além de outro refletor categorizado como indiferenciado. Nota-se que nas porções mais ao sul ocorre uma distribuição mais marcante dos sedimentos arenosos corroborando para que futuramente esta região seja de maior poder exploratório. 84 Figura 96. Mapa litológico evidenciando a distribuição sedimentar arenosa e lamosa. A litologia observada nos mapas, principalmente nas regiões próximas à costa, apresenta-se de leve desacordo com a interpretação dos registros sedimentares discutidos, demonstrando uma presença significativa de lama. Este cenário possivelmente advém de um exagero horizontal e vertical produzido pelo modelo e possivelmente podem estar associados aos efeitos ilha, porém as resultantes confirmam uma maior predominância arenosa na plataforma interna adjacente à Ilha de Santa Catarina. 6. Conclusões De acordo com o objetivo proposto em caracterizar feições superficiais e subsuperficiais da plataforma continental interna adjacente a Ilha de Santa Catarina, por meio das interpretações dos dados de perfilagem demonstraram que, as espessuras sedimentares para ambos os setores apresentaram-se de forma variável entre os transectos, especialmente entre os horizontes acústicos R1 - R2 e R2 - R3. Hora comportaram-se de forma mergulhante, hora de modo onde ocorre um acompanhamento paralelo ao refletor antecessor, apontando a uma ampla intensidade dos processos deposicionais em escala geológica. Este comportamento supostamente indica que as unidades sísmicas comportam-se de maneira deposicional e/ou construcional, com as unidades superiores possivelmente associadas aos depósitos holocênicos ocorridos desde a máxima transgressão até o presente. No entanto, abaixo desta unidade sísmica, a subsuperfície do refletor R3 dispõe-se de forma a ser de natureza pleistocênica. 85 Bem como o tipo de fundo e subfundo, alguns se dispuseram como levemente regulares e outros irregulares, possuindo em algumas regiões um fundo de topografia acidentada e de grande complexidade no tocante ao entendimento de sua gênese. Do ponto de vista oceanográfico, Horn Filho (2006) descreve que no setor oriental, à ilha configura-se em um litoral aberto, de alta energia, sujeito totalmente à dinâmica do oceano Atlântico e o litoral norte e sul, semi-aberto, de média energia, típico de uma dinâmica oceanográfica imposta principalmente pelo regime de ventos. Baseando-se no levantamento bibliográfico e em observações realizadas, pode-se constatar fundos irregulares na maioria dos setores estudados os quais são possivelmente associados aos processos naturais da dinâmica sedimentar, geradas pelos agentes competentes para esculturar o relevo marinho, bem como ondas, correntes de fundo e marés. Os ecocaráters evidenciados em sua totalidade apresentaram-se de comportamento similar, iniciando-se com a presença o ecocaráter 1 e em suas terminações, comprovas do ecocaráter 2. Analisando o comportamento dos perfis e os tipos de eco presentes, aprecia-se grande relação à sedimentologia apresentada nas plotagens, onde as percentagens mais significativas para areia (60 a 100%) estendem-se entre os registros até a profundidade de 25 a 30 metros, por conseguinte apresentam-se de forte reflexão em superfície e subsuperfície. Para o ecocaráter 2 verificou-se tal padrão associado ao decréscimo de material arenoso registrando uma homogeneidade acústica a qual é notavelmente associado a maior ocorrência de sedimentos lamosos (45 a 65%) que se encontram e gradativamente aumentam em percentagem a partir dos 30 metros de profundidade. Tais resultantes explanam e reafirmam a distribuição sedimentar discutida muitas vezes no presente trabalho, ou seja, à medida que a plataforma interna tende a porção média, os sedimentos tendem a ser de granulometria mais fina conforme afirmam Rohr & Almeida (2006); Horn Filho (2003); Gré (1983); Abreu (1998; 2010). Em relação ao volume dos depósitos arenosos, estes se apresentaram de modo a fornecer subsídios fundamentais para possíveis obras de engordamento praial, principalmente por possuir em sua totalidade 3.238.800,0 m³ de areia por e distribuir-se próximo à costa, onde Horn Filho (2006) evidencia processos erosivos em diversas praias associadas a processos naturais e/ou ação antrópica. O autor detectou graus de erosão costeira nas praias da Daniela, Forte, Jurerê, Canasvieiras, Ponta das Canas, Brava, Ingleses e Santinho (costa Norte); Moçambique e Barra da Lagoa (costa Nordeste); Joaquina, Campeche, Morro das Pedras e Armação (costa Sudeste); Pântano do Sul e Naufragados (costa Sul). 86 Para que este volume seja estimado com maior precisão, sugere-se levar em questão, além das análises no uso do perfilador de subfundo o uso em paralelo de um sonar de varredura e testemunhagens. Estes acabam por informar com maior exatidão o volume destes recursos bem como determinar a idade dos estratos sedimentares. Tratando-se das estruturas internas identificadas como embasamentos rochosos, situados nas terminações do Setor Sul e no perfil paralelo 30, indicam uma possível continuidade de um dique de diabásio que se inicia na praia da Joaquina, e de acordo com o relatório publicado pelo Laboratório de Análise Ambiental (UFSC), estes são constantes na Ilha de Santa Catarina, possuindo grande variação nas dimensões que vão desde diques estreitos, centimétricos a métricos, até grandes estruturas com mais de 100 metros de espessura, prolongando-se por dezenas de quilômetros. No que tange a presença de paleocanais mapeados no Setor Norte da ilha, presumivelmente, apontam a uma drenagem pretérita pleistocênica, a qual sugere pela localização, ser o rio Biguaçu como o provável responsável pela formação dos mesmos por meio de uma extensa planície costeira nos períodos onde a ilha conectava-se ao continente adjacente; um tempo equivalente a 11.000 anos antes do presente, onde o nível do mar encontrava-se entre 60 e 70 metros abaixo do atual (CORRÊA, 1990). O direcionamento do rio, proximal ao Setor Norte e a presença destas estruturas internas nos mesmos horizontes acústicos sustentam tal hipótese, apontando a um possível comportamento meandrante demarcado pelos sentidos norte – sul destes paleocanais, possuindo um alargamento do canal à medida que tende a se afastar da plataforma interna e que possivelmente foram afogados e preenchidos após a última transgressão denominada Transgressão Santos (SUGUIO et al., 1985). Portanto, os processos evolutivos que levaram à configuração dos últimos depósitos sedimentares superficiais e subsuperficiais rasos presentes da plataforma interna, evidenciaram-se fortemente condicionados às flutuações do nível do mar. As estruturas observadas resultaram de afogamentos de desembocaduras fluviais e da planície costeira, recobrindo-a por um “lençol de areias transgressivas” a começar do máximo transgressivo Kowsmann et al. (1977 apud ABREU et al., 2005). Toma-se como nota, após a apresentação dos dados, uma posterior análise e datações palinológicas de material coletado por meio de testemunhagens, que também devem vir a acrescentar informações relevantes situando, temporalmente, os eventos que terminam por construir a ilha continental. 87 7. Referências ABREU, J.G.N. de. Contribuição á sedimentologia da plataforma interna de Santa Catarina entre a foz dos rios Tijucas e Itapocú. 1998. 62 p. 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In: SIMPÓSIO SOBRE DEPÓSITOS QUATERNÁRIOS DAS BAIXADAS LITORÂNEAS BRASILEIRAS: ORIGEM, CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS E EXPERIÊNCIAS DE OBRAS, Rio de Janeiro, 1988. Anais... Vol..2: p.1-21. 92 APÊNDICES FASE 1 Latitude S Longitude W N° Data Profundidade % Areia % Lama 1 25/09/2008 -27,82 -48,534 13 100,00 0,00 2 25/09/2008 -27,822 -48,445 26 100,00 0,00 3 25/09/2008 -27,824 -48,415 39 99,76 0,00 4 25/09/2008 -27,823 -48,402 50 39,44 59,99 5 25/09/2008 -27,804 -48,531 12 100,00 0,00 6 25/09/2008 -27,799 -48,489 25 77,90 22,10 7 25/09/2008 -27,806 -48,406 42 87,23 12,77 8 25/09/2008 -27,806 -48,392 50 62,03 36,66 9 25/09/2008 -27,796 -48,528 13 100,00 0,00 10 25/09/2008 -27,788 -48,474 26 100,00 0,00 11 25/09/2008 -27,786 -48,402 40 73,63 26,37 12 25/09/2008 -27,787 -48,386 50 68,02 31,82 13 25/09/2008 -27,763 -48,472 26 70,09 29,86 14 25/09/2008 -27,764 -48,396 41 67,25 32,75 15 25/09/2008 -27,761 -48,377 51 62,27 37,63 16 25/09/2008 -27,729 -48,496 16 100,00 0,00 17 25/09/2008 -27,728 -48,466 25 53,21 46,79 18 25/09/2008 -27,728 -48,393 40 69,77 30,24 19 25/09/2008 -27,729 -48,371 50 51,25 48,75 20 25/09/2008 -27,696 -48,479 7 100,00 0,00 21 25/09/2008 -27,696 -48,481 7 100,00 0,00 22 25/09/2008 -27,696 -48,477 7 100,00 0,00 23 25/09/2008 -27,697 -48,472 8 99,95 0,00 24 25/09/2008 -27,697 -48,47 5 100,00 0,00 25 25/09/2008 -27,696 -48,457 25 99,56 0,00 26 25/09/2008 -27,694 -48,394 41 60,90 39,10 27 25/09/2008 -27,699 -48,361 52 42,27 57,73 28 25/09/2008 -27,659 -48,466 13 100,00 0,00 29 25/09/2008 -27,665 -48,454 25 99,97 0,00 30 25/09/2008 -27,662 -48,395 41 55,32 44,67 31 25/09/2008 -27,663 -48,351 51 37,02 62,98 32 26/09/2008 -27,629 -48,442 10 100,00 0,00 33 26/09/2008 -27,629 -48,43 27 81,74 18,26 34 26/09/2008 -27,631 -48,389 40 75,31 24,69 35 26/09/2008 -27,629 -48,352 50 42,80 57,21 36 26/09/2008 -27,615 -48,428 16 100,00 0,00 37 26/09/2008 -27,615 -48,424 25 100,00 0,00 38 26/09/2008 -27,614 -48,385 40 5,14 94,86 39 26/09/2008 -27,612 -48,351 51 42,64 57,36 40 26/09/2008 -27,596 -48,421 12 100,00 0,00 41 26/09/2008 -27,595 -48,411 28 75,44 22,57 42 26/09/2008 -27,594 -48,368 41 99,76 0,00 43 26/09/2008 -27,594 -48,355 50 46,50 53,50 44 26/09/2008 -27,564 -48,425 10 100,00 0,00 45 26/09/2008 -27,561 -48,396 25 100,00 0,00 46 26/09/2008 -27,56 -48,363 39 83,60 16,40 47 26/09/2008 -27,561 -48,341 51 57,30 42,71 48 26/09/2008 -27,527 -48,414 10 100,00 0,00 49 26/09/2008 -27,53 -48,381 24 100,00 0,00 93 FASE 2 50 26/09/2008 -27,527 -48,351 42 67,87 51 26/09/2008 -27,527 -48,338 50 28,90 71,10 52 26/09/2008 -27,491 -48,386 12 100,00 0,00 53 26/09/2008 -27,491 -48,382 17 100,00 0,00 54 26/09/2008 -27,494 -48,373 26 100,00 0,00 55 26/09/2008 -27,493 -48,361 31 88,18 9,68 56 26/09/2008 -27,493 -48,354 36 84,27 15,73 57 26/09/2008 -27,493 -48,349 40 81,91 18,09 58 26/09/2008 -27,494 -48,331 51 55,45 44,56 59 26/09/2008 -27,46 -48,372 10 99,89 0,00 60 26/09/2008 -27,46 -48,356 26 99,95 0,00 61 26/09/2008 -27,46 -48,345 32 100,00 0,00 62 26/09/2008 -27,461 -48,337 41 57,29 42,44 63 26/09/2008 -27,46 -48,325 50 36,70 63,29 64 26/09/2008 -27,426 -48,395 10 100,00 0,00 65 26/09/2008 -27,428 -48,351 21 99,11 0,00 66 26/09/2008 -27,428 -48,346 24 100,00 0,00 67 26/09/2008 -27,428 -48,342 30 100,00 0,00 68 26/09/2008 -27,428 -48,337 35 83,01 16,99 69 26/09/2008 -27,427 -48,333 40 60,84 39,17 70 26/09/2008 -27,428 -48,313 51 28,70 71,30 71 26/09/2008 -27,395 -48,411 11 100,00 0,00 72 26/09/2008 -27,394 -48,364 25 88,28 11,72 73 26/09/2008 -27,395 -48,33 42 53,70 46,30 74 26/09/2008 -27,395 -48,306 50 25,90 74,09 75 26/09/2008 -27,375 -48,42 16 100,00 0,00 76 26/09/2008 -27,376 -48,376 26 82,56 17,45 77 26/09/2008 -27,378 -48,333 41 60,86 39,14 78 26/09/2008 -27,378 -48,301 50 27,06 72,93 79 24/09/2008 -27,352 -48,383 26 82,68 17,26 80 24/09/2008 -27,354 -48,335 41 50,50 49,50 81 24/09/2008 -27,352 -48,295 50 28,91 71,09 82 14/06/2009 -27,821 -48,503 23 66,15 33,85 83 14/06/2009 -27,821 -48,472 28 94,74 5,26 84 14/06/2009 -27,808 -48,494 23 99,95 0,05 85 14/06/2009 -27,807 -48,462 26 99,85 0,15 86 14/06/2009 -27,807 -48,432 30 99,96 0,04 87 14/06/2009 -27,789 -48,464 29 99,84 0,10 88 14/06/2009 -27,787 -48,432 29 99,96 0,04 89 14/06/2009 -27,762 -48,445 31 68,43 31,57 90 14/06/2009 -27,762 -48,419 33 86,78 13,22 91 14/06/2009 -27,73 -48,442 30 86,13 13,87 92 14/06/2009 -27,729 -48,418 33 56,05 43,95 93 14/06/2009 -27,695 -48,431 35 64,68 35,32 94 14/06/2009 -27,662 -48,426 32 75,75 24,25 95 14/06/2009 -27,629 -48,41 33 76,82 22,31 96 14/06/2009 -27,595 -48,39 32 99,94 0,06 97 15/06/2009 -27,566 -48,411 16 99,94 0,02 98 15/06/2009 -27,56 -48,38 31 100,00 0,00 99 15/06/2009 -27,526 -48,399 19 99,94 0,06 100 15/06/2009 -27,528 -48,364 33 86,84 13,10 101 15/06/2009 -27,492 -48,354 38 47,54 52,46 102 15/06/2009 -27,46 -48,346 29 98,79 0,02 32,13 94 103 15/06/2009 -27,418 -48,373 16 99,97 0,03 104 15/06/2009 -27,425 -48,344 27 99,97 0,03 105 15/06/2009 -27,394 -48,389 18 77,59 22,41 106 15/06/2009 -27,393 -48,35 28 56,94 43,04 107 15/06/2009 -27,378 -48,398 20 76,76 23,24 108 15/06/2009 -27,354 -48,361 32 - - Apêndice 1. Número da amostra, data de coleta, coordenadas geográficas, profundidade e porcentagens de sedimentos arenosos e lamosos das amostras coletadas ao longo da plataforma continental adjacente à ilha de Santa Catarina (Latitude: décimo de grau; Longitude: décimo de grau; Profundidade: metros). 95 N Apêndice 2. Parte 1 do perfil 30 interpretado evidenciando os horizontes acústicos R1, R2 e R3. Apêndice 3. Parte 2 do perfil 30 interpretado evidenciando os horizontes acústicos. Apêndice 4. Parte 3 do perfil 30 interpretado evidenciando os horizontes acústicos. S Apêndice 5. Parte 4 do perfil 30 interpretado evidenciando os horizontes acústicos; e o embasamento rochoso. N S Apêndice 6. Perfil 31 interpretado evidenciando o leito oceânico (R1). 97 ANEXOS 106 108 66 61 Anexo 1. Parte 1 do registro sísmico 30 evidenciando as estações de coleta sedimentológica (108, 106, 66 e 61). 100 55 46 Anexo 2. Parte 2 do registro sísmico 30 evidenciando as estações de coleta sedimentológica (55, 100 e 46). 42 96 95 93 Anexo 3. Parte 3 do registro sísmico 30 evidenciando as estações de coleta sedimentológica (42, 96, 95 e 93). 98 91 89 Anexo 4. Parte 4 do registro sísmico 30 evidenciando as estações de coleta sedimentológica (91 e 89). 92 90 86 Anexo 5. Registro sísmico 31 evidenciando as estações de coleta sedimentológica (92, 90 e 86). 99