Evolução de Vertentes: Introdução

Objetivos

• Conhecer, entender e aplicar (corretamente) os conceitos de vertente;

• Reconhecer os segmentos e partes que formam uma vertente;

• Compreender o papel do clima, estrutura, geomorfologia, vegetação e do tempo na modelagem das vertentes;

• Compreender a dinâmica e evolução de uma vertente;

• Conhecer conceitos de evolução de paisagens a partir de vertentes como o modelo de bio(resistasia) de Erhart;

Fonte: http://www.igc.ufmg.br/

Fonte: www.cise.pt

Fonte: http://www.skyscrapercity.com

Fonte: Sordi, 2013.

Escalas de Estudo

• Geologia estrutural : fenômenos mais lentos, de milhões de anos (escala do tempo geológico), em grandes áreas;

• Geomorfologia (mais rápida, podendo ocorrer modificações profundas em centenas de milhares), unidades de menor área;

• Pedologia (Alterações nos perfis superficiais, em solos tropicais, demandam dezenas de milhares de anos) – escalas locais;

• Vegetação (altera-se ainda mais rapidamente, em centenas ou até dezenas de anos) – escalas locais;

Estudo de Vertentes e a Geomorfologia

• Geomorfologia Dinâmica x Geomorfologia Clássica;

• As consequências da ação humana são diretos e tem impactos muito mais relevantes;

Fonte:http://e-porteflio.blogspot.com/

Definição

• As vertentes ou encostas constituem-se de superfícies inclinadas limitadas pela linha divisora de águas (inteflúvio) e o fundo do vale (talvegue). Envolvem tanto a formação quanto a remoção de material detrítico.

Fonte: Press, et al., 2006.

• Jan Dylik (1968): forma tridimensional que foi modelada pelos processos de denudação, atuantes no presente ou no passado, e representando a conexão dinâmica entre o interflúvio e o fundo do vale.

• Christofolleti (1977): Em seu sentido amplo (latu sensu), vertente denomina uma superfície inclinada, não horizontal, e não carrega consigo nenhuma conotação genética ou locacional. As vertentes podem ser subáreas ou submarinas, podendo resultar da influência de qualquer processo, e nesse sentido abrangem todos os elementos componentes da superfície terrestre, sendo formadas por uma ampla variedade de condições internas e externas;

• O fundo da vale (limite inferior) possui apenas um valor de orientação, pois o leito de um rio só define o limite das vertente em casos excepcionais. A vertente termina onde os processos que lhe são próprios deixam de atuar, sendo substituídos por outros.

• O limite superior também é muito difícil de ser preciso e a linha de divisão de água nem sempre representa o limite de onde atuam os processos. Seria na verdade a extensão mais distante e de maior altitude de onde provém um transporte contínuo de materiais.

• 3ª dimensão: tem seu limite definido pelo embasamento ou pela superfície de ataque da meteorização;

• 4ª dimensão (temporal): onde depósitos correlativos, por exemplo, testemunham processos morfogenéticos que ajudaram a modelar a vertente num passado mais ou menos remoto.

Tipos de vertentes ou segmentos de vertente

• Simplificadamente podem ser distinguidos três tipos de vertentes ou segmentos de vertente: retilíneos, côncavos e convexos. No entanto, muitas encostas são compostas por mais de um desses segmentos, nesse caso fala-se em uma vertente complexa (CHORLEY et al., 1985)

Formas de vertente/ segmentos de vertente:

• Côncavo;

• Convexo;

• Retilíneo;

Definem o fluxo/acumulação de sedimentos ao longo da vertente!

Fonte: adaptado de Paula, 2010.

Sudeste do Brasil

Planície em Portugal

Serra do Mar, Sudeste do Brasil

• A curvatura horizontal refere-se ao caráter divergente/convergente dos fluxos de matéria sobre o terreno. A orientação e o formato das curvas de nível são derivados da curvatura horizontal.

• A curvatura vertical se refere a forma côncava/convexa do terreno, em perfil, ou seja, as formas de vertente previamente comentadas

Fonte: Florenzano, 2008.

Fonte: Florenzano, 2008.

• As curvaturas horizontais e verticais combinadas representam uma caracterização das formas de terreno, as quais se associam propriedades hidrológicas e de transporte de sólidos

I) Vertentes com radias convexas e contornos côncavos; II) Vertentes com radias côncavas e contornos côncavos; III) Vertentes com radias convexas e contornos convexos; IV) Vertentes com radiais côncavos e contornos convexos.

Fonte: Florenzano, 2008.

Atributos da Vertente

• Altura da vertente: diferença de altitude (amplitude altimétrica) entre os pontos superior e inferior do perfil;

• Comprimento horizontal da vertente: comprimento da linha horizontal que une o ponto inferior do perfil a outro situado a mesma altitude porém nas coordenadas (lat, long) do ponto superior;

• Comprimento retilíneo da vertente: comprimento, em linha reta, que une os pontos superior e inferior da vertente;

• Ângulo médio da vertente: é o ângulo formado pela reta que une os pontos superior e inferior e a linha corresponde ao comprimento horizontal;

• A dinâmica e funcionamento de uma vertente dependem, além da geologia e do clima, da morfologia da encosta, onde são importantes derivados os componentes geomórficos:

• Gradiente e declividade,

• Extensão e a

• Largura, bem como orientação e formato da vertente.

Fonte: http://maisbiogeologia.blogspot.com

Fonte: Florenzano, 2008

O papel do Clima

• A precipitação e a variação da temperatura são as principais responsáveis por gerar os processos de vertente;

• Diferentes climas darão origem a diferentes tipos de vertentes e coberturas superficiais (composição, espessura e gênese);

Fonte: Teixeira et al., 2008.

Fonte: Teixeira et al., 2008.

O Papel da Geologia

• Diferentes litotipos possuem diferentes graus de resistência ao intemperismo/erosão;

• Diferentes granulometrias e processos de formação conferem diferentes graus de coesão, permeabilidade e plasticidade.

• Além disso, a presença de fraturas, falhas, juntas, planos de acamamento e estratificação pode contribuir para intensificar os processos erosivos

• De forma geral, quanto maior o declive da vertente, maior a intensificação da componente paralela, reduzindo a ação da componente perpendicular

O papel das vertentes na Geologia

• Da mesma forma que o desenvolvimento das vertentes está condicionado pela geologia, os materiais que deixam as vertentes em direção aos sistemas fluviais e constituem os depósitos sedimentares tem influência das vertentes;

• Conforme o tipo de material originado na fonte (vertente) será o tipo de material ocorrente no ambiente de sedimentação;

• Strahler (1950) apresenta 3 tipos de básicos de vertentes, a partir do ângulo de repouso dos materiais não coesivos:

1) vertentes em alta coesão, com grande declividade, normalmente elaboradas em material rochoso resistente ou argilas secas e compactas;

2) vertentes reduzidas pelo escoamento e rastejamento, que possuem declividades mais suaves

3) vertentes em repouso, aquelas encontradas em seus ângulos de repouso;

Conceito de Bio-Resistasia (Erhart, 1956)

• Baseia-se na ação geoquímica exercida pelas florestas;

• Representa um balanço entre a ação da pedogênese e morfogênese;

- Caracteriza um período de equilíbrio no decorrer do qual os seres organizados puderam atinge seu clímax e o seu desenvolvimento máximo.

- Predomínio da pedogênese: solo torna-se mais espesso e os horizontes mais diferenciados. A espessura do solo aumenta em direção à rocha sob densa cobertura florestal;

Biostasia

• Estabelece-se assim uma distinção muito nítida dos materiais em duas fases:

a) fase migradora (bicarbonatos de Na, K, Ca, Mg e lentes de sílica hidratada);

b) fase residual (hidróxidos de ferro e alumínio, argila tipo caolinita 1:1).

Fonte: Casseti, V: Geomorfologia.

• A primeira repercussão na vida e na sedimentação dos oceanos será que durante todo o período florestal a sedimentação só poderá ser química;

• Nessa perspectiva, compreende-se que algumas rochas calcárias, margas e dolomitas, assim como algumas rochas com sílica hidratada, além de serem contemporâneas, são as testemunhas da extensa cobertura florestal reinante nas áreas continentais;

• Assim, períodos de biostasia são caracterizados por ausência de turbulências tectônicas ou vulcânicas e modificações climáticas importantes capazes de provocar o desaparecimento da floresta;

• A resistasia será acompanhada pela sedimentação detrítica e poderá ser retomada quando a floresta desaparecer e liberar para a erosão os elementos da fase residual da pedogenese;

• Ruptura do equilíbrio climático e biológico;

Resistasia

- Morfogênese: predomínios erosivos, ou seja, da influência de processos paralelos a vertente;

- Ocorre a diminuição da espessura do solo;

- Predominam condições de vegetação rarefeita ou mesmo de ausência completa de cobertura vegetal;

• Predomina a componente paralela à vertente ou à superfície - refere-se ao processo denudacional (morfogênese) responsável pela retirada, transporte e acumulação do material pré-elaborado;

• Depósitos siliclásticos;

Fonte: Casseti, V: Geomorfologia.

Conclusões

• A pedogênese florestal é um processo muito lento, assim, a sedimentação correlata deve-se estender por um período muito longo;

• A erosão dos períodos resistásicos é um fenômeno abrupto, que pode, em algumas centenas de anos redistribuir todos o manto residual.

• Longo conclui-se que:

A duração de períodos onde se depositaram as rochas clásticas é muito curta em relação aos períodos em que ocorreram sedimentações bioquímicas.

Balanço Morfogenético

• A meteorização e a pedogênese correspondem as componentes verticais da vertente. A ação combinada desses componentes tem o efeito de aumentar a espessura do regolito;

• Os demais processos morfogenéticos (movimentos do regolito, escoamento, ação eólica, entre outros) correspondem as componentes paralelas. Tais processos tem o efeito de retirar os detritos da vertente, promovendo a diminuição da espessura do regolito e o rebaixamento do modelado.

• O balanço morfogénetico é calculado para cada ponto da vertente e resulta do jogo das componentes verticais e paralelas;

• O balanço morfogenético pode ser positivo ou negativo para cada ponto da vertente analisado;

Balanço Morfogenético

Fonte: Christofoletti, 1977

• A vertente funciona como um subsistema natural complexo, com entrada e saída de matéria e energia;

Como fontes de matéria temos:

- precipitação, rocha subjacente e a vegetação;

Já as fontes de energia são:

- Gravidade (influencia no escoamento por exemplo) e radiação solar

A vertente: Um Sistema Aberto

Fonte: Christofoletti, 1977

A vertente: Um Sistema Aberto

• Dessa forma, ao longo de um período de tempo a vertente pode se apresentar em equilíbrio, e variações nas quantidade de energia e matéria que inseridas ou que deixam o sitema;

Interação entre Vertentes e o Sistema Hídrico

• De modo geral, os fluxos de matéria e energia (escoamento, meteorização, movimentos de regolito, infiltração, eluviação e outros) tem como destino o sistema hídrico superficial ou subsuperficial;

• As vertentes suprem os canais com fluxos hídricos e de sedimentos;

Vertentes e o Sistema Hidrográfico

• São partes componentes do sistema hidrográfico;

• O comprimento das vertentes e sua extensão tem relação direta com a densidade de drenagem;

Fonte: Christofoletti, 1977

Vertentes e o Sistema Fluvial

• A forma e o ângulo das vertentes deverão estar ajustadas para fornecer a quantidade de detritos que o curso d’água pode transportar;

• Os parâmetros hidráulicos dos cursos d’água deverão estar ajustados para transportar a quantidade de material fornecida pelas vertentes;

• Quanto o sistema vertente-curso de água está em equilíbrio, então toda a bacia hidrográfica pode ser consideram como em estado de ajustamento.

Variáveis atuantes na evolução da Paisagem

• Geologia, tempo, relevo inicial, clima, tipo e densidade vegetacional e a quantidade de massa acima do nível de base influenciam o escoamento superficial e a sedimentação por unidade de área;

• Todas essas variáveis exercem influência sobre as características morfológicas do canal (densidade de drenagem, forma do canal e gradiente do padrão); e das vertentes (forma, angulo de inclinação)

• Estas vão influenciar a descarga sedimentar e o escoamento superficial que deixa o sistema;

Objetivos

• Conhecer, entender e aplicar (corretamente) os conceitos de vertente;

• Reconhecer os segmentos e partes que formam uma vertente;

• Compreender o papel do clima, estutura, geomorfologia, vegetação e do tempo na modelagem das vertentes;

• Compreender a dinâmica e evolução de uma vertente;

• Conhecer conceitos de evolução de paisagens a partir de vertentes como o modelo de bio(resistasia) de Erhart;

Referências • CASSETI, V: Geomorfologia. Disponível em

<http://www.funape.org.br/geomorfologia/index.php> , Acesso em 02 de agosto de 2014.

• CLARK, M.; SMALL, J. Slopes and weathering. New York:Cambridge University Press, 1982.

• Christofoletti, A. Geomorfologia. São Paulo: Editora Edgard Blucher Ltda, 1977.

• ERHART, H. La theorie bio-rexistesique et les problemes biogeographiques et paleobiologiques. Soc. Biogeogr., France, CNR, v. 288, p. 43-53, 1956.

• FLORENZANO, T.G. (org.). Geomorfologia: conceitos e tecnologias atuais. São Paulo: Oficina de Textos, 2008.

• PAULA, E. V. Análise da produção de sedimentos na área de drenagem da Baía de Antonina/PR. Tese de Doutorado. Programa de Pós-Graduaçaõ em Geografia da Universidade Federal do Paraná, 2010

• PRESS, F.; SIEVER, R.; GROTZINGER, J.; JORDAN, T. H.F. Para entender a Terra. 4 ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

• STRAHLER, A.N. Equilibrium theory of erosional slopes approached by frequency distribution analyses: American Journal of Science, v. 248, p. 673–696, 1950.

• TEIXEIRA, W. ; TOLEDO, M.C.M; FAIRCHILD, T.R.; TAIOLI, F. Decifrando a Terra. 2 ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2008.