848 A planície interleques do rio Piquiri, bacia do Pantanal Fabiano

Anais 5º Simpósio de Geotecnologias no Pantanal, Campo Grande, MS, 22 a 26 de novembro 2014
Embrapa Informática Agropecuária/INPE, p.848 -857
A planície interleques do rio Piquiri, bacia do Pantanal
Fabiano do Nascimento Pupim1
Mario Luis Assine2
Eder Renato Merino1
Hudson de Azevedo Macedo1
Aguinaldo Silva3
Universidade Estadual Paulista – UNESP
Programa de Pós-Graduação em Geociências e Meio Ambiente
Av. 24A, 1515, Bela Vista; Cep 13506-900 – Rio Claro-SP, Brasil.
[email protected]; [email protected]; [email protected]
1
Universidade Estadual Paulista – UNESP
Departamento de Geologia Aplicada - DGA
Av. 24A, 1515, Bela Vista; Cep 13506-900 – Rio Claro-SP, Brasil.
[email protected]
2
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – UFMS
Campus Pantanal – Departamento de Ciências do Ambiente
Av. Rio Branco, 1270, Vila Mamona. Caixa Postal 252
Cep 79.304-902 – Corumbá – MS, Brasil.
[email protected]
3
Resumo. A bacia do Pantanal possui amplo trato deposicional dominado por sistemas de leques fluviais, planícies
fluviais e sistemas lacustres. Na última década, a maior parte dos estudos referentes a esses sistemas deposicionais
teve como foco os grandes sistemas fluviais distributários (megaleques fluviais), ao passo que as planícies fluviais
ainda carecem de informação. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar os compartimentos geomorfológicos da planície fluvial do rio Piquiri, com base em imagens de satélite e modelos digitais de elevação. Ao adentrar na planície do Pantanal, o rio Piquiri assume padrão aluvial, sendo seu sistema deposicional composto por um
cinturão de meandros atual encravado em depósitos de planícies fluviais abandonadas, cuja superfície é marcada
por paleocanais entrelaçados. Esse sistema possui características que o diferenciam dos sistemas distributários,
pois sua rede de drenagem atual é formada por canais tributários que drenam os sistemas vizinhos, o que permite
classifica-lo com um sistema fluvial interleques ou planície interleques. O reconhecimento de diferentes padrões
fluviais e o estabelecimento de relações morfológicas entre eles permitiram estabelecer uma cronologia relativa
dos eventos, segundo as planícies dominadas por canais entrelaçados foram construídas no Pleistoceno tardio, ao
passo que canais meandrantes refletem condições ambientais mais úmidas reinantes no Holoceno.
Palavras-chave: interleque, rio Piquiri, mudança ambiental.
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Abstract. The Pantanal basin is a complex depositional system tract composed by fluvial fans, fluvial plains and
lacustrine systems. Most of the researches have been focused on understanding the megafans dynamic and their
quaternary evolution, with little attention to the fluvial plains and lack of information. The aim of this paper is to
describe the depositional landforms and sedimentary processes that characterize the Piquiri fluvial, based on satellite imagery and digital elevation models. The Piquiri system comprises an aggradational meander belt confined
in a valley incised on deposits of an abandoned and wider fluvial plain. This system is topographically lower than
the surrounding fluvial fans, forming a tributary drainage that can be classified as an interfan system. Recognition
of distinct channel patterns allowed us to establish a relative chronology of events, according to which the abandoned plains dominated by braided channels were built in the late Pleistocene and the meandering channels in wetter
conditions during the Holocene reflecting an important paleoclimatic change. .
Key-words: interfan, Piquiri river, environmental changes.
1. Introdução
A planície do Pantanal é a expressão morfológica da bacia do Pantanal, uma extensa área de
acumulação de sedimentos com topografia bastante plana e frequentemente sujeita a inundações. As altitudes variam entre 80 e 200 m, com gradiente topográfico entre 0,3 a 0,5 m/km na
direção EW e 0,03 a 0,15 m/km na direção NS (DNOS, 1974). Apesar da aparente monotonia
topográfica, o Pantanal não é uma planície homogênea, sendo constituído por um amplo trato
deposicional dominado por sistemas de leques fluviais, planícies fluviais e sistemas lacustres
(Assine & Soares, 2004)
Desta forma, o pantanal é um é um vasto laboratório natural para estudos geológicos e
geomorfológicos. Dentre a grande variedade de temas que podem ser explorados, os grandes
sistemas fluviais distributários (megaleques fluviais; Assine, 2005; Assine & Silva, 2009; Buehler et al., 2011; Makaske et al., 2012; Zani et al., 2012; Corradini & Assine, 2012; Assine et
al.; 2014) e sistemas lacustres (McGlue et al., 2011; 2012; Whitney et al., 2011; Metcalfe et al.,
2014) têm atraído a maior parte do interesse da comunidade científica nacional e internacional
nos últimos anos, enquanto que os sistemas de planícies fluviais tributárias/coletoras são ainda
pouco conhecidos em termos da sua história geológica, processos geomorfológicos, funcionamento hidrológico e modelos de fácies.
O rio Piquiri têm suas nascentes no planalto do Taquari-Itiquira, onde é caracterizado por
rede de drenagem tributária que escava rochas sedimentares da bacia do Paraná. No seu médio
e baixo curso (Figura 1), desde a entrada no Pantanal até sua confluência com o rio Cuiabá, o
rio Piquiri assume características tipicamente aluviais, formando uma planície fluvial embutida
entre os megaleques do Taquari e São Lourenço. Com cerca de 2.000 km², esta planície carece
de estudos sobre seus aspectos geológicos e geomorfológicos. Tais estudos são de suma importância para o entendimento da dinâmica e do funcionamento do sistema, base para ações de
planejamento e gestão ambiental.
2. Objetivos
O escopo deste trabalho é caracterizar os compartimentos geomorfológicos do sistema fluvial
formado pelo rio Piquiri na bacia do Pantanal, discutindo aspectos relacionados à dinâmica
hidrológica, às mudanças paleo-hidrológicas e à sua evolução geomorfológica durante o Quaternário.
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3. Material e Métodos
Diferentes tipos de dados orbitais foram utilizados para caracterização geomorfológica da planície interleque do rio Piquiri: a) imagens TM Landsat-5 cenas 225_072, 226_072 e 227_072;
b) imagens MODIS/Terra - MOD13Q1; c) imagens SPOT 5; d) imagens do software Google
Earth®; e) modelos digitais de elevação (MDE) com base em dados SRTM. Os dados foram
processados nos softwares ArcGis 10, Global Mapper 11, MODIS Reprojection Tools e Envi
4.7. O sistema de referência espacial e georreferenciamento dos dados adotado foi o datum
WGS84 zona 21S.
Imagens TM Landsat-5 dos períodos de cheia e seca foram selecionadas para delimitação
do sistema e caracterização geomorfológica, visto que a região, assim como todo Pantanal, está
sujeita a alagamentos sazonais. Para aplicação das técnicas de realce utilizadas no mapeamento
de detalhe optou-se pela utilização de imagens do período seco para maximizar a distinção
das diferentes geoformas existentes na planície. Dados de vazão do rio foram obtidos junto à
Agência Nacional de Águas (ANA), período de 1969 a 2014, da estação 66650000 localizada
próxima à foz com o rio Cuiabá. Apesar da existência de lacunas de dados, optou-se pela utilização de imagens do ano de 2010, um dos mais secos no período analisado.
O Índice de Umidade por Diferença Normalizada (NDWI sigla em inglês) (Hardisky et al.
1983; Galvão et al. 2005), foi aplicado às imagens. Composição colorida foi realizada utilizando-se as bandas R(5)G(4)B(Imagem resultante do NDWI) para realçar a diferença entre áreas
permanentemente alagadas e áreas sujeitas a alagamentos periódicos.
Análise de Principais Componentes Seletiva (APCS) (Chavez & Kwarteng, 1989) foi aplicada às imagens para realçar feições geomorfológicas, tais como paleocanais, canais e diques
marginais, bem como para melhorar a distinção entre áreas com predominância de vegetação
arbórea de grande porte e áreas com vegetação rasteira. As imagens derivadas do NDWI também foram inseridas na APCS, uma vez que no Pantanal a vegetação esta diretamente relacionada às diferentes morfologias da planície (Pott & Pott, 2004). O triplete de imagens utilizados
para APCS foram as bandas 4, NDWI e a composição colorida R(5)G(4)B(Imagem NDWI).
Produtos da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), com 3 arcos de segundo de resolução (nominalmente 90 m), e acurácia vertical de ±9 m para a América do Sul (Rodríguez
et al., 2006), foram utilizados na elaboração do modelo digital de elevação (MDE) e de perfis
topográficos. O intervalo altimétrico do SRTM foi customizado de modo a ressaltar feições
geomorfológicas que normalmente são omitidas quando da utilização de classificadores hipsométricos automáticos.
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Figura 1. Localização da área a ser investigada dentro da planície do Pantanal.
O mapa geomorfológico foi produzido com a utilização do software ArcGis 10. Para a compartimentação geomorfológica foram realizados os seguintes procedimentos: 1) delimitação
da planície aluvial do rio Itiquira com base em relações morfológicas reconhecidas em dados
orbitais; 2) identificação dos diferentes estilos fluviais do canal; 3) mapeamento de geoformas
deposicionais e erosivas, atuais e relictas; 4) reconhecimento de paleocanais e de evidências de
mudanças no curso do rio.
4. Resultados
O sistema fluvial formado pelo rio Piquiri tem orientação leste-oeste e extensão de cerca de 210
km, com larguras que variam de 2 a 30 km (Figura 2D), perfazendo área de cerca de 2.000 km².
Regionalmente, o relevo é plano, com altitudes mais elevadas na porção leste (170 m), que gradativamente diminuem para oeste (110 m), resultando num gradiente topográfico baixo (0,3 m/
km). Seu limite leste é definido pelas escarpas do planalto do Taquari-Itiquira, pelo paleoleque
do Itiquira e por leques aluviais dominados por fluxos gravitacionais. Os megaleques fluviais
do Taquari e do São Lourenço definem os limites sul e norte, respectivamente. A porção mais
distal do sistema é limitada a oeste pelo megaleque do rio Cuiabá (Figura 2).
A partir da interpretação visual de produtos de sensoriamento remoto, mapeamento de
geoformas deposicionais atuais e relictas, e distinção de padrões fluviais, foi possível reconhecer que o sistema fluvial do Piquiri é composto por dois compartimentos geomorfológicos: a)
cinturão de meandros atual; b) planícies fluviais abandonadas, dominadas por canais entrelaça851
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dos (Figura 2). Além desses compartimentos, também foi delimitado o paleoleque do Itiquira,
com seus lobos abandonados e um cinturão de meandros entrincheirado.
No seu trecho aluvial, o rio Piquiri e seus principais afluentes (Itiquira e Correntes) são
caracterizados por canais únicos com padrão meandrante, constituindo cinturões agradacionais
que truncam depósitos mais antigos (Figuras 2 A, B e D). Esses cinturões são caracterizados
por variações antimétricas pequenas (>2 m), condicionadas por geoformas deposicionais de
meandros abandonados, espiras de meandros e barras em pontal.
Na porção superior do sistema, o cinturão de meandros do rio Piquiri é estreito (larguras
entre 0,5 m e 2 km) e encontra-se num vale entrincheirado em depósitos dos leques aluviais no
sopé das escarpas. Neste trecho, o gradiente topográfico é mais alto (1 m/km) devido a altitudes
que variam de 200 m, próximo ao seu ápice, a 140 m na porção mais distal. Após a confluência
com o rio Correntes, a largura do cinturão aumenta (3 km) e o gradiente topográfico diminui
(0,23 m/km). O cinturão passa a truncar depósitos das planícies fluviais abandonadas e, em alguns trechos, trunca depósitos dos megaleques do Taquari e do São Lourenço.
MDE-SRTM revelaram que o cinturão de meandros compreende os terrenos mais baixos
do sistema (Figura 2C), para onde fluem as águas superficiais provenientes dos megaleques do
São Lourenço (norte) e do Taquari (sul). Esta é a principal área de inundação e sedimentação
do sistema, permanecendo alagada por longos períodos durante o período de cheia (dezembromaio). O uso das técnicas de processamento digital de imagem, em especial fusões com imagens NDWI, contribuíram para realçar tais áreas alagadas e, consequentemente, delimitar o
compartimento dos cinturões de meandros (Figura 2A/B).
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Figura 2. Sistema interleque do rio Piquiri. A) imagem TM Landsat-5 composição R(7)G(4)
B(NDWI); B) APCS das bandas 4, imagem NDWI e composição R(7)G(4)B(NDWI); C) MDESRTM customizado; D) compartimentos geomorfológicos.
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As planícies fluviais abandonadas são formadas por terrenos ligeiramente mais elevados
que os cinturões de meandros e rebaixados em relação aos megaleques vizinhos (Figura 2C).
Apesar de receber água dos sistemas vizinhos, as inundações são de baixa magnitude (> 1 m) e
fortemente influenciadas pelas águas pluviais dos períodos mais chuvosos (dezembro-março).
Na sua superfície destacam-se paleocanais de padrão entrelaçado, com inúmeras bifurcações
e truncamentos. Os paleocanais possuem baixo índice de sinuosidade e são ligeiramente mais
elevados (>1 m) que a superfície do entorno (Figura 3). Atualmente, este compartimento encontra-se em estado de degradação, tanto por erosão pelo escoamento das águas superficiais
como pela alteração pedogenética.
O paleoleque fluvial do rio Itiquira está situado a nordeste do sistema e ocupa cerca de 900
km² (Figura 2D). Aspectos morfológicos deste compartimento são típicos de leques aluviais,
com gradiente topográfico baixo (0,75 m/km), curvas de contorno concêntricas, perfil transversal convexo para cima e perfil longitudinal côncavo. Sua superfície também é marcada por paleocanais entrelaçados, que formam uma rede distributária com bifurcações para jusante. Assim
como as planícies abandonadas, esta área encontra-se em estado de degradação.
5. Discussão
A interpretação de imagens de satélite e modelos MDE-SRTM, combinada com levantamentos
de campo, é uma poderosa ferramenta para a identificação de elementos morfológicos, interpretação de processos e determinação da sucessão de eventos em ambientes fluviais tropicais
(ex. Assine, 2005, Assine & Silva, 2009; Hayakawa et al., 2010; Zani et al., 2012; Merino et
al., 2013, Macedo et al., 2014). A identificação de geoformas deposicionais, geradas por processos atuais e relictos, possibilitou a compartimentação geomorfológica e a interpretação de
mudanças paleo-hidrológicas no sistema fluvial formado pelos rios Piquiri e Itiquira na porção
nordeste da bacia do Pantanal. As mudanças paleo-hidrológicas reconhecidas (Figura 3) evidenciam variações ambientais que controlaram a evolução do sistema fluvial no Quaternário
tardio.
A ocorrência de sistemas fluviais dominados por canais entrelaçados é mais comum em
ambientes com condições climáticas áridas ou semiáridas, com forte sazonalidade da precipitação e da descarga fluvial (Thomas & Thorp, 1995; Leigh, 2006). Estudos com base em dados palinológicos e datações por 14C revelaram que condições semelhantes às anteriormente
descritas ocorreram no Pantanal durante o Pleistoceno tardio, com aridez mais acentuada no
Último Máximo Glacial (McGlue et al., 2011; Whitney et al., 2011; Metcalfe et al., 2014). Assine & Soares (2004) e Assine et al. (2014) mostraram que tais condições áridas pleistocênicas
foram responsáveis pela geração da rede de canais entrelaçados que originaram grande parte
dos megaleques do Taquari e do São Lourenço.Por correlação, interpreta-se que os paleocanais entrelaçados identificados na superfície das planícies fluviais abandonadas (Figura 3) e
no paleoleque do Itiquira são feições relictas do Pleistoceno tardio, quando regimes fluviais
torrenciais favoreciam a produção de sedimentos e, consequentemente, a formação de canais
entrelaçados.
No Holoceno as condições ambientais sofreram importantes modificações, sendo o aumento da temperatura média global a mais significativa (Hansen et al., 2006). No Pantanal essas
mudanças globais resultaram em aumento da umidade e expansão de vegetação do tipo florestal
(Whitney et al., 2011), assim como em mudança do padrão fluvial, de canais entrelaçados no
Pleistoceno para canais meandrantes no Holoceno (Assine et al., 2014). A mudança do padrão
entrelaçado para o padrão meandrante ocorreu devido às condições climáticas mais úmidas que
propiciaram o estabelecimento de uma cobertura vegetal mais densa, a diminuição do aporte
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sedimentar e a estabilização das margens dos canais. Assim, é bastante provável que o cinturão
de meandros atual foi formado concomitantemente com o cinturão de meandros do rio São Lourenço, cujas datações por luminescência opticamente estimulada determinam idades inferiores
a 10 ka (Assine at al., 2014).
Do ponto de vista hidrológico e sedimentológico, o sistema fluvial formado pelo rio Piquiri,
após a confluência com o rio Correntes, difere de grande parte dos sistemas do Pantanal. Os
principais rios provenientes dos planaltos que bordejam a bacia do Pantanal dão origem a sistemas com drenagem distributária, classificados como leques fluviais (ex: Taquari, São Lourenço,
Cuiabá, Aquidauana e Taboco). Diferentemente, o sistema formado pelo rio Piquiri encontra-se
confinado entre os megaleques fluviais do São Lourenço e do Taquari, e sua rede de drenagem é
tributária, formada por canais que drenam as águas superficiais dos sistemas vizinhos. Tais características permitem classificar o sistema Piquiri como uma planície interleque (Sinha 1995;
1996), à semelhança do sistema formado pelo rio Negro na porção sul do Pantanal (Mendes et
al, 2011; Mendes & Assine, 2011).
Figura 3. Padrões fluviais contrastantes evidência de mudanças ambientais e paleo-hidrológicas. A) imagem SPOT 5; B) imagem Landsat TM5 composição falsa-cor R(5)G(4)B(3), na qual
a linha banca tracejada indica o limite do cinturão de meandros; e a linha preta tracejada indica
paleocanais de rios entrelaçados.
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6. Conclusões
O sistema fluvial formado pelo rio Piquiri possui características hidrológicas e geomorfológicas
peculiares em relação à maioria dos sistemas do Pantanal, pois sua rede de drenagem é formada
por canais tributários, o que permite classificá-lo com um sistema fluvial interleque. Dois subambientes deposicionais distintos em termos de formas, funcionamento e cronologia compõem
a planície interleque. A principal distinção está relacionada ao padrão de canais e paleocanais
que caracterizam cada um dos compartimentos. Paleocanais entrelaçados são feições marcantes
na superfície das planícies fluviais abandonadas, ao passo que os canais atuais são meandrantes
e formam cinturões entrincheirados. A partir da análise dos padrões de drenagem e correlação com outros trabalhos na região, foi possível estabelecer cronologia relativa dos eventos
que governaram a evolução do sistema. Sistemas dominados por canais entrelaçados foram
construídos no Pleistoceno tardio, enquanto que sistemas com canais meandrantes refletem
condições ambientais mais úmidas do Holoceno.
Agradecimentos
Os autores agradecem à FAPESP (processo 2014/06889-2) e ao CNPq (Edital Universal
14/2011, processo 484300/201 1-3) pelo suporte financeiro. Ao CNPq pela bolsa de produtividade em pesquisa concedida a Mario Luis Assine; Ao CNPQ e à CAPES pelas bolsas de pósgraduação concedidas aos outros autores. Por fim, agradecemos ao SESC Pantanal pelo apoio
logístico durante as atividades em campo.
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