Autores
- ARIAN ALVES FERREIRA GONÇALVESUFMGEmail: a.alvesfg19@gmail.com
- FREDERICO FREITAS SANTOSUFMGEmail: frederico31fs@gmail.com
- LUIZ FERNANDO DE PAULA BARROSUFMGEmail: luizfpaulabarros@gmail.com
- ANTÔNIO PEREIRA MAGALHÃES JRUFMGEmail: antonio.magalhaes.ufmg@gmail.com
Resumo
O presente trabalho busca analisar a configuração da rede hidrográfica da bacia
do Rio Piranga, particularmente quanto à presença de rupturas de declive
(knickpoints) e anomalias de drenagem, a fim de evidenciar o controle geológico
(passivo e/ou ativo) na evolução do sistema fluvial. A pesquisa foi realizada
com base na Relação Declividade-Extensão e na análise da distribuição de
anomalias (cotovelos, trechos retilíneos, meandros comprimidos) pelo Google
Earth Pro, na bacia principal e em sub-bacias selecionadas. Foi averiguado que
grande parte das rupturas de declive se concentram no embasamento cristalino
(gnaisses e migmatitos) e em zonas de depósitos aluviais, indicando migração
lateral dos rios na porção média-baixa da bacia. Porém, expressiva parte das
anomalias e knickpoints acentuados ocorrem no alto curso e na porção leste da
bacia, denotando possível basculamento de blocos e rearranjo da drenagem.
Palavras chaves
Geomorfologia fluvial; Dinâmica fluvial; Rede hidrográfica; Anomalias de Drenagem; Índices morfométricos
Introdução
Parte da porção leste de Minas Gerais é drenada pela bacia do Rio Doce, que tem
o Rio Piranga como um de seus formadores. A hidrografia na bacia do Rio Doce é
fortemente controlada por dois sistemas estruturais (NNE-SSW e E-W), que
refletem a importância dos eventos tectônicos Brasiliano e Sul-Atlantiano
(SOUZA, 1995). Como evidências da neotectônica nos divisores da bacia do Rio
Piranga, foram encontrados, por exemplo, colúvios pleistocênicos falhados
(SOUZA, 1995) e registros de captura fluvial (CHEREM et al., 2013). Neste caso,
a bacia do Rio Doce teria capturado parte da bacia do Rio Paraná, o que
explicaria o forte gradiente altimétrico entre a bacia do alto Rio Doce e o
restante da mesma, separadas por um knickpoint de aproximadamente 250 m.
Nas últimas décadas, a aplicação de indicadores geomorfométricos como a Relação
Declividade Extensão (RDE) tem se consolidado na análise das rupturas de declive
(knickpoints) no perfil longitudinal de cursos d’água (HACK, 1957; 1973;
ETCHEBEHERE, 2004). Anomalias de drenagem também são, há décadas, frequentemente
investigadas nos estudos de controle geológico da evolução da hidrografia
(HOWARD, 1967; SCHUMM, 1986; SALGADO et al., 2018; 2019; FORTES et al, 2007;
FURRIER et al, 2013). Anomalias, neste caso, configuram-se como trechos fluviais
geometricamente distintos do padrão comumente encontrado em cada área, podendo
englobar mudanças abruptas de direção (cotovelos), trechos retilíneos ou zonas
de meandros atípicos (HOWARD, 1967; SCHUMM, 1986). Neste sentido, este artigo
busca avaliar a configuração da rede hidrográfica da bacia do Rio Piranga,
particularmente quanto à presença de knickpoints e anomalias de drenagem,
associando os resultados e buscando evidências de controle geológico (passivo
e/ou ativo) na evolução da hidrografia. Desse modo, este trabalho busca
contribuir para os estudos sobre as influências estruturais e tectônicas na
configuração da rede de drenagem regional.
Situada no alto Rio Doce, a bacia do Rio Piranga possui área de 6.600 km2 e tem
sua nascente a aproximadamente 1.220 m de altitude, estando localizada na Serra
das Vertentes, município de Ressaquinha, região leste de Minas Gerais. As
cabeceiras ocorrem no encontro dos conjuntos serranos da Mantiqueira e do
Espinhaço e a foz ocorre na confluência com o Rio do Carmo, na cota de
aproximadamente 350 m, dando início ao Rio Doce no município de Santa Cruz do
Escalvado.
Em termos geotectônicos, a bacia do Rio Piranga se encontra inserida entre a
Faixa Mantiqueira e a borda sul do Cráton do São Francisco (BERTOLINI; CHEREM,
2016). O rio flui sobre rochas proterozóicas do Complexo Mantiqueira
(ortognaisses com intercalações de anfibolitos), do Supergrupo Minas (xistos e
metagrauvacas), e do Grupo Dom Silvério (xistos aluminosos), além das rochas
arqueanas do Complexo Acaiaca (granulitos). A bacia também abrange suítes
alcalinas, corpos granitóides e depósitos quaternários em zonas de intensa
deformação (IGAM, 2007).
Seis unidades de relevo ocorrem na bacia (CAMARGO, 2012):
Depressão Interplanáltica do Alto-médio Rio Doce (porção nordeste da bacia,
unidade mais a jusante): relevo com elevada dissecação e altitudes médias em
torno de 550 m;
Planalto Deprimido do Rio Piranga (porção centro-nordeste da bacia, seguindo o
percurso do rio principal): relevo ondulado com colinas dissecadas, havendo
alternância de segmentos fluviais com planícies e outros com leitos encaixados e
acidentados;
Planalto do Campo das Vertentes (preenche grande parte da bacia, com exceção da
parte a jusante): relevo de colinas pouco dissecadas;
Planalto de Senhora de Oliveira (porção sucinta localizada na parte central da
bacia): relevo semelhante ao do domínio anterior, mas com maiores altitudes e
dissecação;
Quadrilátero Ferrífero (estreita faixa na porção leste da bacia): domínio com
bordas serranas e interior rebaixado;
Borda da Serra do Espinhaço (estreita faixa na porção mais a sudoeste da bacia):
relevo serrano com vales encaixados.
Material e métodos
A pesquisa foi realizada com o auxílio de uma sistematização bibliográfica e
cartográfica, incluindo (i) mapeamento geológico do estado de Minas Gerais,
digitalizado e disponibilizado pelo Serviço Geológico do Brasil (CPRM) na escala
1:100.000; (ii) modelo digital de elevação (MDE) do satélite ALOS
PALSAR com 12,5 m de resolução espacial, disponibilizado pelo portal da National
Aeronautics and Space Adminisration (NASA); e (iii) imagens de satélite de alta
resolução dos blocos de imagens CNES/Airbus (2 a 5 metros de resolução espacial)
provenientes do Google Earth. Estes materiais viabilizaram a criação
de mapas temáticos diversos bem como a análise visual da rede hidrográfica em
busca de anomalias com o auxílio do software QGIS 3.14, além da aplicação de
ferramentas para a identificação de knickpoints.
Conforme Hack (1957, 1973) e Etchebehere (2004), a Relação Declividade-Extensão
(RDE) possibilita a identificação de anomalias em perfis fluviais longitudinais
(knickpoints, ou rupturas de declive). Neste trabalho, a obtenção desse
parâmetro foi feita por meio da aplicação da ferramenta Knickpoint Finder,
desenvolvida por Queiroz et al., (2015) para o ArcMap 10.8, utilizando a escala
de 1:100.000, com equidistância igual a 10 m. A classificação das anomalias se
dá pela relação entre RDEtrecho/RDEtotal de cada curso d’água: trechos com
valores até 2 não são considerados anômalos, valores entre 2 e 10 indicam
anomalia de 2ª ordem e valores acima de 10 apontam anomalias de 1ª ordem (SEEBER
e GORNITZ, 1983).
Foram consideradas como anomalias de drenagem: os cotovelos e demais mudanças
bruscas de direção nos cursos d’água, segmentos altamente sinuosos não
condizentes com a litologia e as condições de relevo, bem como os trechos
altamente retilíneos e encaixados. O levantamento de anomalias na geometria dos
cursos fluviais foi realizado a partir da análise da rede hidrográfica vetorial
obtida no IDE-SISEMA, considerando-se somente os cursos d’água mais
significativos em termos de extensão longitudinal: o próprio Rio Piranga (6ª
ordem), os Rios Xopotó e Turvo Limpo (de 5ª ordem), e o Rio Bacalhau (de 4ª
ordem), conforme a hierarquia fluvial no modelo de Strahler (1952). Além disso,
foram realizadas conferências visuais das anomalias do curso de cada rio no
software Google Earth Pro em conjunto ao MDE ALOS PALSAR. O recorte analítico
para os cursos fluviais de maior ordem se mostrou necessário em função da
extensão da área de estudo e da expressiva densidade de drenagem da bacia. A
premissa do estudo é pautada em relacionar fatores estruturais e possíveis
condicionantes tectônicos com as feições fluviais anômalas e tendência de
migrações laterais dos rios em termos regionais. A interpretação dos fatores
determinantes das anomalias foi realizada através do cruzamento de informações
obtidas no mapa geológico (CPRM, 2004) e em conjunto com os pontos
significativos de rupturas de declive em perfis longitudinais dos cursos d’água.
Foi realizado um trabalho de campo no início do mês de março de 2023, tendo como
foco a bacia do Rio Turvo Limpo e o vale do Rio Piranga. Pôde-se evidenciar a
presença de terraços de ambos os rios supracitados, além da averiguar as
anomalias de drenagem identificadas no Google Earth.
Resultado e discussão
Considerando toda a bacia do Rio Piranga, foram identificadas 94 anomalias,
sendo que 33% (31 feições) ocorrem em áreas do Gnaisse Caatinga-Lamim, no
embasamento cristalino. As demais anomalias se organizam em torno das unidades
remanescentes que compõem a bacia, mas com um percentual significativo de 23,4%
(22 feições) nos domínios do Complexo Mantiqueira, formado também por rochas do
embasamento, como ortognaisses bandados com intercalações de anfibolito; e cerca
de 21,3% (20 feições) em zonas de depósitos aluviais inconsolidados sobre o
Complexo Mantiqueira e o Grupo Dom Silvério. Ao longo do curso principal das
sub-bacias, algumas anomalias também foram identificadas em unidades
constituídas em grande parte por rochas de médio a alto grau metamórfico, como
nas áreas de ocorrência do Grupo Dom Silvério (xisto aluminoso), do Complexo
Acaiaca (granulitos de composição granítica) e de anfibolitos. Apenas uma feição
anômala se localiza no grande lineamento de falha de direção NW-SE que
condiciona o encaixamento do Piranga na porção do alto curso (Figura 1).
Grande parte das anomalias identificadas são mudanças bruscas de direção geral
de NNE para SSW (em especial as do Rio Xopotó) e denotam controle estrutural na
porção superior da bacia (MARENT et al., 2012). Outra grande parte das anomalias
do Piranga é representada por curvaturas anômalas que coincidem com o
direcionamento da zona de cisalhamento que se estende por todo o alto-médio
curso da bacia principal.
Em linhas gerais, foram identificados na bacia meandros com acentuada
sinuosidade e cotovelos de drenagem heterogeneamente distribuídos ao longo de
sua extensão, com ocorrências mais concentradas na porção superior da bacia e
nos segmentos mais à jusante do rio principal. O quadro sugere um possível
controle tectônico ativo no alto e no baixo cursos e, aparentemente, controle
estrutural (passivo) no médio curso. Destaca-se a presença de falhas,
lineamentos e diques que interseccionam toda a região divisora entre a Serra da
Mantiqueira, a Serra do Espinhaço e o Planalto do Rio Piranga, sendo
perceptíveis evidências de rearranjos da drenagem, como o caso da captura do
Carandaí, analisada por Cherem et al. (2013). Os diferentes tipos de gnaisses
dos complexos cristalinos, intercalados com camadas de xistos aluminosos e
micaxistos, acabam por atuar na migração dos rios no momento em que impõem
diferentes resistências ao leito fluvial. Os ortognaisses bandados do Complexo
Mantiqueira e da unidade Caatinga-Lamim se estendem ao longo dos vales do Xopotó
e do Piranga, com pouca ou quase nenhuma diferenciação litológica ao longo dos
cursos d’água. Assim, a concentração dessas anomalias pode estar relacionada a
pequenos falhamentos e fraturas que ocorrem em torno das sub-bacias alçadas do
Piranga.
Os resultados obtidos pelo cálculo do índice RDE indicam uma distribuição
heterogênea das rupturas de declive mais acentuadas. Grande parte das anomalias
de 1ª ordem se concentra nos trechos da porção superior da bacia e,
especialmente, em segmentos meandrantes mais próximos à confluência com o Rio do
Carmo. Os valores mais expressivos se situam na porção SSW da bacia, no contato
da borda da Serra do Espinhaço com o planalto do Rio Piranga. Segundo
Etchebehere (2004) e Fujita et al. (2011), as anomalias de 2ª ordem normalmente
são associadas a contatos litológicos, mudança de energia abrupta dos rios em
confluências ou falhamentos e fraturas condicionantes, enquanto as de 1ª ordem
têm relação com o controle estrutural ativo, mudança abrupta de resistência
litológica e possível ativação tectônica local. No Rio Piranga (Figura 3), foram
identificados diversos knickpoints de 1ª ordem, com valores de RDE entre 30 e 82
em trechos encachoeirados próximos à captura fluvial do Carandaí, zona composta
por afloramentos granítico-tonalíticos. No médio curso, são identificadas
algumas rupturas de declive de 2ª ordem e nas zonas meandrantes do baixo curso
são perceptíveis knickpoints de maior grau em meio a depósitos aluviais e
sedimentos clásticos inconsolidados. O alto curso do Rio Xopotó (Figura 3)
apresenta feições análogas ao Piranga, o que sugere se tratar de outra feição de
captura. Esta provável captura ocorreria em uma área escarpada, onde o controle
litológico não se apresenta como determinante das anomalias de drenagem, tendo
em vista a ocorrência indiscriminada de granitóides. Nos rios Bacalhau e Turvo
Limpo (Figura 3), as evidências de rupturas de declive são de menor ordem, mas o
cenário sugere que a sub-bacia do Bacalhau não apresenta tanto controle
estrutural-tectônico, enquanto a do Turvo Limpo, que apresenta diversas rupturas
de menor expressão ao longo do perfil longitudinal.
Anomalias destacadas: 01- Trecho meandrante comprimido; 02- Mudança brusca de direção; 03- Trecho encaixado; 04 - Trecho de padrão muito meandrante.
Anomalias de drenagem e quadro geológico da bacia do Rio Piranga
Knickpoints (RDE) e contexto geológico da bacia do Rio Piranga
Considerações Finais
Em linhas gerais, nota-se que nas porções média e baixa da bacia do Rio Piranga,
os indícios de controle geológico são mais evidentes, com maior frequência de
anomalias de 2ª ordem. Já na porção superior, as anomalias de 1ª ordem e as
ocorrências de capturas fluviais nos rios de maior ordem denotam indícios de
controle neotectônico na drenagem, condicionando a morfologia serrana com
escarpamentos e a exumação de rochas granitóides de alto grau metamórfico.
Os resultados corroboram com a proposta morfotectônica de Souza (1995),
uma vez que os knickpoints de 1ª ordem se encontram na porção NW da bacia, onde a
autora propõe a ocorrência de blocos basculados para WNW. Todavia, a correlação
dos resultados com a configuração morfotectônica da área necessita de mais
estudos, principalmente na porção NNE e ENE da bacia. O aprofundamento da
investigação do condicionamento tectônico pode ser realizado, futuramente, por
meio do levantamento de indicadores cinemáticos e suas relações com o cenário
estrutural.
Agradecimentos
Agradecemos ao CNPq pelas bolsas de produtividade em pesquisa; à FAPEMIG pelo
apoio financeiro - Projeto APQ 00511-21; ao grupo de pesquisa RIVUS -
Geomorfologia e Recursos Hídricos (UFMG).
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