Análise digital de terreno e evolução de longo-termo de relevo do centro-leste brasileiro

Geomorphological theories for long-term relief evolution postulate the existence of planation surfaces, created by the continuous work of erosion/deposition during periods of tectonic quiescence and recognized as extensive areas of very gentle relief disturbed only locally by residual elevations, or by the apparent leveling of summit heights in a given region. After decades since the publication of the main theories on landform evolution, the validity of these models is still an open discussion. In this paper, we present studies about the compartmentalization of landform elements, on a regional-scale basis, of central-eastern Brazil. The methods involved Digital Terrain Analysis in Geographic Information Systems, aiming the extraction and characterization of topographic variables and the compilation and mathematical analysis of geophysical and thermochronological data. Results were interpreted according to the geological context and the theories for long-term relief evolution. The integration of morphometric, thermochronological and geophysical data does not support the validity of using planation surfaces in regional stratigraphic correlations.As diversas teorias geomorfológicas para evolução do relevo em longo-termo (da ordem de dezenas de milhões de anos) contemplam a existência de superfícies de aplainamento, formadas pela ação contínua dos agentes erosivos/deposicionais em períodos de quiescência tectônica e reconhecíveis como extensas áreas de relevo muito suave perturbadas localmente por elevações residuais, ou pela aparente concordância altimétrica dos divisores de águas de uma região. Apesar de passadas várias décadas desde a publicação das principais teorias sobre evolução das formas de relevo, a validade desses modelos ainda é palco de discussão. Neste trabalho são apresentados estudos relativos à compartimentação do relevo, em escala regional, da região centro-leste brasileira. As análises foram focadas em análise digital de terreno, com processamento e integração de dados em Sistema de Informações Geográficas, visando a extração e caracterização de variáveis relativas à superfície topográfica e a compilação e tratamento matemático de dados termocronológicos e geofísicos. Os resultados obtidos foram interpretados tendo em vista o contexto geológico e as teorias de evolução do relevo em longo-termo. A integração entre dados morfométricos, termocronológicos e geofísicos não suporta a validade do uso de superfícies aplainadas em correlações estratigráficas de âmbito regional

Finite strain quantification in Cariris Velhos Metagranitoids of Alagoa Grande (PB)

The Cariris Velhos Metagranitoids are considered an important geological unit of the Transversal Zone (Borborema Province - NE Brazil). We evaluated the use of raw and processed digital images to obtain the deformation ellipsoid for the Cariris Velhos Metagranitoids using the Inertia Tensor and Intercepts methods. The ellipsoid symmetry of the deformed fabric was very similar for both methods, the Inertia Tensor and Intercepts, although with different anisotropy values. The orientations of the ellipsoid axes are similar to the orientation of geological structures observed in the field (principal foliations and mineral lineations). When analyzing the characteristics of the deformation ellipsoids obtained in this study, it is worth pointing out the strong orientation of the C-axis (foliation pole) and the predominance of ellipsoids associated with planar to planar- linear fabrics (flattening field). The deformation observed in the Cariris Velhos Metagranitoids is associated with the development under transpressive stress of regional Brasiliano shear zones.Os Metagranitoides Cariris Velhos são considerados como uma das principais associações litológicas da Zona Transversal (Província Borborema - NE do Brasil). A utilização de imagens brutas e tratadas digitalmente de afloramentos dos Metagranitoides Cariris Velhos na obtenção do elipsoide de deformação foi avaliada com o emprego dos métodos do tensor de inércia e interceptos. Os resultados obtidos nas diferentes técnicas utilizadas apresentam elipsoides com geometria e parâmetros de forma semelhantes entre si, mas com grau de anisotropias diferentes. As orientações dos eixos dos elipsoides obtidos são condizentes com as estruturas geológicas observadas em campo, como a foliação principal e a lineação mineral. Entre as características observadas nos elipsoides de deformação obtidos nesse trabalho, destacam-se a forte orientação do eixo C (associado ao polo da foliação) e o predomínio de elipsoides associados a tramas planares e plano-lineares (predomínio de achatamento na deformação). A deformação observada nos Metagranitoides Cariris Velhos é associada ao desenvolvimento das zonas de cisalhamento brasilianas regionais desenvolvidas sob esforços transpressivos

Rainfall-induced debris flows and shallow landslides in Ribeira Valley, Brazil: Main characteristics and inventory mapping

Debris flows are one of Brazil's most frequent mass movement processes, triggered by extreme rainfall events and initial volume provided by shallow landslides. Despite the recurrence of catastrophic occurrences, Brazil still lacks basic data containing the main characteristics of previous events. In this way, this research aimed to make a morphometric characterization of the event and to provide debris-flow and shallow landslides inventories. For the morphometric analysis, a Digital Elevation Model (DEM) was used. For the inventory map of debris flow runout and shallow landslides scars, a post-event free access image from Google Earth Pro and satellite images from RapidEye were used. The results show that debris flows had two main flows that affected different areas of the city of Itaóca. Also, one single shallow landslide contributed as initial volume to the debris flows that reach the city downtown, demonstrating the importance of entrainment. Shallow landslides analysis shows its concentration in slopes between 20.1 – 30°, with orientation South and Southeast, elevation between 600 – 800m, and in concave curvatures. The results helped to better understand debris flows in Brazil, highlighting their relationship with the occurrence of shallow landslides as one of the main triggering factors. Those data are crucial to mitigation action of possible new events

Megaeventos esportivos no Brasil: entre o soft power e a cultura política

Esportes e megaeventos esportivos tornaram-se recursos, principalmente a partir do Século XX, para construir imagens positivas dos Estados no sistema internacional, em um exercício de soft power. São também oportunidades de buscar ou reforçar poder no nível doméstico, em um jogo de dois níveis. Este artigo discute a Copa do Mundo de Futebol de 2014 e os Jogos Olímpicos de 2016 no Brasil. Na revisão de literatura, caracterizamos seus usos como recursos de soft power. Com dados de pesquisas de opinião e demográficas (Datafolha e IBGE) e de cultura política (World Values Survey) avaliamos se houve apoio no nível interno à decisão de política externa. Concluímos que uma cultura política de baixa confiança nas instituições e crises internas corroeram os esforços empregados nas arenas do soft power

Environmental correlates of taxonomic and phylogenetic diversity in the Atlantic Forest

Aim There is little consensus on which environmental variables are best at predicting multiple dimensions of diversity. We ask whether there are common environmental correlates of diversity, despite ecological differences, across nine clades of plants and animals distributed along a single rainforest domain. For that, we compare the environmental correlates of species richness, phylogenetic diversity, and phylogenetic endemism. Location Brazilian Atlantic Forest. Taxon:Five clades of plants (Bromelioideae, Miconieae, Bertolonia, Cambessedesieae, and the Fridericia and allies) and four clades of animals (butterlies in the tribe Ithomiini, frogs in the genera Boana and Proceratophrys, and birds in the subfamily Thraupinae). Methods Using curated occurrence localities and phylogenetic data, we generated maps of (a) species richness, (b) phylogenetic diversity, (c) residuals of phylogenetic diversity regressed on species richness, and (d) phylogenetic endemism for all groups. We also compiled a set of 30 environmental descriptors, including records of current temperature and precipitation, climatic stability over time, and topography. Through a machine learning framework, we explored the environmental correlates of each of these diversity measures for each group. Results The environmental variables used here were strong predictors of diversity for all studied groups. However, models for phylogenetic endemism had lower predictive power. Although patterns of diversity are different among groups, correlates of diversity are consistent across taxa. For both species richness and phylogenetic diversity, current precipitation and precipitation stability over time were consistently ranked among the variables that strongly correlate with diversity patterns. The correlates of phylogenetic endemism were less homogeneous across groups. The results suggest that including climate stability over time is important when predicting diversity measures that reflect historical components. Main conclusions Investigating environmental correlates of diversity for multiple clades and diversity measures in a single geographic area allows for a better understanding of common patterns across taxa. This study shows that environmental conditions, particularly precipitation, are good predictors of the patterns of species richness and phylogenetic diversity‐but not phylogenetic endemism‐across different Atlantic Forest groups.Additional co-authors: Marcelo Reginato, Karina Lucas Silva‐Brandão, André Victor Lucci Freitas, Renato Goldenberg, Lúcia G. Lohmann, Fabián A. Michelangeli, Cristina Miyaki, Miguel T. Rodrigues, Ana C. Carnava

Digital terrain analysis of central-eastern Brazil

A análise digital de terreno, também chamada de modelagem digital de terreno ou geomorfometria, é uma disciplina que faz uso de ferramentas das ciências da Terra, matemática, engenharia e ciência da computação para a quantificação de variáveis e parâmetros relacionadosà superfície topográfica. Atualmente, o único produto disponível para o estudo de formas de relevo em escala de semi-detalhe a regional, com cobertura quase global e produzido segundo uma única metodologia, portanto livre dos problemas encontrados em produtos cartográficos (qualidade dos mapa, disponibilidade, escala adequada ao estudo etc), é o modelo de elevação Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). Este trabalho visou o estudo do relevo da região centro-leste brasileira por meio da caracterização morfométrica de modelos de elevação e da integração entre dados morfométricos, termocronológicos e geofísicos, bem como a avaliação da validade do uso de superfícies aplainadas em correlações estratigráficas regionais. Perfis morfológicos e mapas de orientação de vertentes evidenciam uma estruturação N-S das grandes formas de relevo do centro-leste brasileiro, além da presença de uma organização NW-SE das formas de relevo menores, principalmente na região sudeste, mas observável por toda a área de estudo. A distribuição espacial dos dados termocronolóogicos existentes no Brasil éé bastante heterogênea, com amostragem concentrada nas regiões sul-sudeste e nordeste. Os dados da região sudeste mostram que a ruptura continental não aparece como o evento de resfriamento mais importante, que é marcado pelo grande número de amostras com idades traços de fissão (TF) entre 60 e 80 Ma e que pode ser visto como um evento de soerguimento regional (acompanhado de intensa denudação), dada a variação das elevações das amostras nessa faixa de idade. A tendência de que amostras mais distantes da costa apresentem idades TF mais antigas é sutil. Os dados da região nordeste mostram uma tendência mais clara de aumento da idade com a distância da costa e um conjunto de amostras com idades ao redor de 100 Ma pode ser relacionado ao evento de ruptura continental. De maneira geral, a análise morfométrica não permitiu a identificação de extensas superfícies de aplainamento na área de estudo. As áreas essencialmente planas (com topografia muito suave) estão relacionadas a planícies aluviais (rios São Francisco, Araguaia, Tocantins), a bacias sedimentares cretáceas (Chapadão Ocidental da Bahia, Chapada do Araripe, Bacia Bauru) e a bacias paleozóicas com cobertura cretácea (Bacia dos Parecis), onde configuram superfícies estruturais, concordantes com a disposição sub-horizontal das camadas. Nas regiões de escudo pode-se identificar algumas áreas de relevo suave, porém de extensão restrita. A grande extensão das superfícies estruturais associadas às bacias sedimentares cretáceas parece ter levado vários autores à falsa impressão de continuidade pretérita dessas superfícies, hoje isoladas. Este fato, somado às inferências de \"superfícies cimeiras\" com base no aparente nivelamento de topos de morros em terrenos cristalinos, também levou diversos autores a proporem a extensão de superfícies de aplainamento até a região próxima da costa Atlântica. A integração entre dados morfométricos, termocronológicos e geofísicos não suporta a validade do uso de superfícies aplainadas em correla~ções estratigráficas de âmbito regional. Entretanto, admite-se a aplicabilidade, em escala local, da correlação entre níveis morfológicos distintos. As técnicas morfométricas empregadas neste estudo se mostram válidas não apenas para o estudo da superfíciie topográfica, mas também de superfícies soterradas e de sua paleogeografia. A disponibilidade de modelos de elevação gerados por sensoriamento remoto permite o emprego da análise digital de terreno em escalas local a global, com amplo leque de aplicações , não apenas no estudo das formas de relevo terrestres, mas também de outros corpos planetários.Digital terrain analysis, or geomorphometry, is the practice of ground-surface quantification, through the application of techniques in Earth sciences, mathematics, engineering and computer science. The Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) digital elevation model (DEM) is currently the only near-global data available to perform local to regional-scale landform analysis. The production of a DEM using a single technique, radar interferometry, means that there is consistency in quality, availability and scale. This work focuses upon the study of landforms in central-eastern Brazil by means of morphometric characterization of DEMs and integration between morphometric, thermochronologic and geophysical data, as well as an evaluation of the validity of use of at surfaces in regional stratigraphic correlations. Morphological profiles and aspect maps show a N-S trend of the major landforms of central-eastern Brazil, while smaller landforms have a NW-SE organization, better observed in the southeast region, but visible throughout the study area. The spatial distribution of thermochronological data in Brazil is highly heterogeneous, with samples clustered in the south-southeast and northeast regions. Data from the southeast region does not show continental break-up as the main cooling event, which is identified by the large number of samples with fission-track ages (FT) between 60 and 80 Ma and that can be seen as a regional uplift event (followed by intense denudation), given the elevation range of the samples in this time span. There is a subtle trend of older FT ages from the coast towards the interior. The trend of older FT ages as distance from the coast increases is better represented in data from the northeast region. Samples with ages around 100 Ma can be related to the continental break-up. Morphometric analyses did not allowed the identification of vast erosional planation surfaces in the study area. Areas with a very smooth topography are related to alluvial plains (São Francisco, Araguaia and Tocantins rivers), Cretaceous sedimentary basins (Chapadão Ocidental da Bahia, Chapada do Araripe, Bauru Basin) and Paleozoic basins with Cretaceous cover (Parecis Basin) where the surface follows the subhorizontal bedding. In shield regions, several low-relief areas can be identified, although they are small in extent. The large extent of low-lying surfaces associated with Cretaceous sedimentary basins has lead several authors to suggest that these { presently isolated { surfaces were continuous. This, added to inferences of \"summit levels\" based on the apparent levelling of hilltops in crystalline terrains, has also lead several authors to suggest that the planation surfaces extend close to the Atlantic shore. The integration of morphometric, thermochronologic and geophysical data does not support the validity of use of at surfaces in regional stratigraphic correlations. However, correlation between distinct morphological levels, at a local scale, is suitable. The morphometric techniques used in this study are valid not only for the analysis of topographic surfaces, but also of buried surfaces and their palaeogeography. The availability of remote sensing generated elevation data allows the application of digital terrain analysis from local to global scales, with a range of applications, not only in the study of terrestrial landforms, but also of other planetary bodies

GIS techniques applied to morphometric analysis

Neste trabalho, buscou-se o desenvolvimento e adequação de técnicas de análise morfométrica em Sistemas de Informações Geográficas. Como base de trabalho, foram utilizados os programas livres GRASS-GIS e a linguagem estatística R. Os parâmetros morfométricos estudados foram hipsometria, declividade, orientação de vertentes, perfis em varredura, densidade de lineamentos e de drenagem, rugosidade de relevo, isobases e gradiente hidráulico. A área de estudo localiza-se na borda leste do Quadrilátero Ferrífero (MG), e possui unidades geomorfológicas distintas: um relevo montanhoso a oeste (Serra do Caraça), separado por uma escarpa de centenas de metros de terrenos caracterizados por dissecação fluvial, que abrigam em sua porção central, um planalto sustentado por conglomerados ferruginosos cenozóicos. O elemento principal da análise morfométrica é o Modelo Numérico de Terreno (MDT), que pode ser interpolado a partir de curvas de nível ou de pontos cotados. Há ainda a possibilidade de utilizar MDTs produzidos pela agência espacial americana (NASA), disponíveis gratuitamente via internet. A metodologia proposta envolve principalmente operações básicas de SIG, como conversão entre formatos vetorial e matricial, operações matemáticas simples em mapas raster e interpolação de valores pontuais em superfícies contínuas. Análise de superfícies de tendência foi realizada para verificar a possibilidade de uso do método em estudos de morfotectônica. Foram ajustadas superfícies polinomiais de 1º a 6º grau, e as significâncias estatísticas de cada polinômio e do incremento do grau polinomial foram verificadas com análise de variância. Os mapas morfométricos produzidos permitiram a identificação de estruturas provavelmente relacionadas com a configuração atual da paisagem. Os mapas de resíduos para as superfícies de tendência mais representativas possuem boa correlação com as estruturas inferidas. A metodologia proposta pode ser adaptada aos diversos pacotes SIG existentes no mercado. O uso de programas livres e de código aberto garante o acesso a todos, e sua crescente popularização abre novas perspectivas nesse campo.This work aims on developing and adaptation of morphometric analysis in Geographic Information Systems. Free softwares GRASS-GIS and R statistical language were used as main applications. Studied morphometric parameters were hypsometry, slope, aspect, swath profiles, drainage and lineament density, surface roughness, isobase and hydraulic gradient. The study area is located in the eastern border of Quadrilátero Ferrífero (MG), and has distinct geomorphological units: a mountainous relief to west (Serra do Caraça), separated by a scarp with hundreds of meters of fall from fluvial dissected terrains, with a flat plateau in its central portion, the Chapada de Canga. The main element for morphometric analysis is the Digital Elevation Model (DEM), which can be interpolated form contours or scattered points. There is also the possibility of utilize NASA' s DEMs, freely available via internet. The proposed methodology deals mainly with basic GIS operations, like conversion between raster and vector, simple mathematic operations on raster maps and interpolation of discrete values into continuous surfaces. Trend-surface analysis was carried out o verify the possibility of use the method for morphotectonic studies. Polynomial surfaces from 1st to 6th degree were adjusted; the statistical significance of each surface and the significance of increasing polynomial degree were verified with analysis of variance. Produced morphometric maps allow identification of structures probably related with present-day landscape configuration. Residuals maps for most representative trend-surfaces keep good correlation with inferred structures. The proposed methodology can be adapted to the variety of GIS packages available in the market. The use of free and open-source softwares guarantees access to everyone, and its increasing popularization opens new perspectives in this field

GIS techniques applied to morphometric analysis

Neste trabalho, buscou-se o desenvolvimento e adequação de técnicas de análise morfométrica em Sistemas de Informações Geográficas. Como base de trabalho, foram utilizados os programas livres GRASS-GIS e a linguagem estatística R. Os parâmetros morfométricos estudados foram hipsometria, declividade, orientação de vertentes, perfis em varredura, densidade de lineamentos e de drenagem, rugosidade de relevo, isobases e gradiente hidráulico. A área de estudo localiza-se na borda leste do Quadrilátero Ferrífero (MG), e possui unidades geomorfológicas distintas: um relevo montanhoso a oeste (Serra do Caraça), separado por uma escarpa de centenas de metros de terrenos caracterizados por dissecação fluvial, que abrigam em sua porção central, um planalto sustentado por conglomerados ferruginosos cenozóicos. O elemento principal da análise morfométrica é o Modelo Numérico de Terreno (MDT), que pode ser interpolado a partir de curvas de nível ou de pontos cotados. Há ainda a possibilidade de utilizar MDTs produzidos pela agência espacial americana (NASA), disponíveis gratuitamente via internet. A metodologia proposta envolve principalmente operações básicas de SIG, como conversão entre formatos vetorial e matricial, operações matemáticas simples em mapas raster e interpolação de valores pontuais em superfícies contínuas. Análise de superfícies de tendência foi realizada para verificar a possibilidade de uso do método em estudos de morfotectônica. Foram ajustadas superfícies polinomiais de 1º a 6º grau, e as significâncias estatísticas de cada polinômio e do incremento do grau polinomial foram verificadas com análise de variância. Os mapas morfométricos produzidos permitiram a identificação de estruturas provavelmente relacionadas com a configuração atual da paisagem. Os mapas de resíduos para as superfícies de tendência mais representativas possuem boa correlação com as estruturas inferidas. A metodologia proposta pode ser adaptada aos diversos pacotes SIG existentes no mercado. O uso de programas livres e de código aberto garante o acesso a todos, e sua crescente popularização abre novas perspectivas nesse campo.This work aims on developing and adaptation of morphometric analysis in Geographic Information Systems. Free softwares GRASS-GIS and R statistical language were used as main applications. Studied morphometric parameters were hypsometry, slope, aspect, swath profiles, drainage and lineament density, surface roughness, isobase and hydraulic gradient. The study area is located in the eastern border of Quadrilátero Ferrífero (MG), and has distinct geomorphological units: a mountainous relief to west (Serra do Caraça), separated by a scarp with hundreds of meters of fall from fluvial dissected terrains, with a flat plateau in its central portion, the Chapada de Canga. The main element for morphometric analysis is the Digital Elevation Model (DEM), which can be interpolated form contours or scattered points. There is also the possibility of utilize NASA' s DEMs, freely available via internet. The proposed methodology deals mainly with basic GIS operations, like conversion between raster and vector, simple mathematic operations on raster maps and interpolation of discrete values into continuous surfaces. Trend-surface analysis was carried out o verify the possibility of use the method for morphotectonic studies. Polynomial surfaces from 1st to 6th degree were adjusted; the statistical significance of each surface and the significance of increasing polynomial degree were verified with analysis of variance. Produced morphometric maps allow identification of structures probably related with present-day landscape configuration. Residuals maps for most representative trend-surfaces keep good correlation with inferred structures. The proposed methodology can be adapted to the variety of GIS packages available in the market. The use of free and open-source softwares guarantees access to everyone, and its increasing popularization opens new perspectives in this field