Mudanças morfológicas da extremidade NE da Ilha Comprida (SP) nos últimos dois séculos

A Ilha Comprida, uma barreira holocênica constituída de alinhamentos de cordões litorâneos, tem experimentado mudanças morfológicas intensas nos últimos 200 anos em sua extremidade nordeste e arredores. Tais mudanças incluem o deslocamento do canal lagunar de Icapara para N, variações na largura local da ilha, com surgimento de um pequeno campo de dunas transgressivo, aumento da largura do canal artificial do Valo Grande (em Iguape), e surgimento e desaparecimento de feições efêmeras (tais como uma proeminência na costa e um embaiamento lagunar). A morfodinâmica da extremidade nordeste da ilha obedece à interação entre deriva litorânea, marés e aporte fluvial através do rio Ribeira de Iguape. Destaca-se que a deriva litorânea para NE, inferida por análises sedimentológicas, é o principal fator de deslocamento do canal de Icapara nesse rumo, somado a um"efeito de meandramento" do canal. Este efeito seria gerado por interação entre regime de marés e aporte fluvial, através do qual a margem norte do canal (Iguape) comporta-se como dique marginal erosivo, enquanto a margem sul (Ilha Comprida) comporta-se como barra em pontal. Desta forma, ocorre remoção de areia em Iguape e redeposição na ponta da Ilha Comprida. Embora o crescimento da barreira para NE tenha atuado em escala milenar, sua velocidade aumentou de forma significativa após a abertura do Valo Grande em 1852, que se tornou fator de incremento sedimentar na desembocadura de Icapara.Ilha Comprida, a Holocene barrier built by alignments of littoral ridges, underwent intense morphologic changes in the past 200 years, mainly in its NE extremity. These changes includes northward shifting of the Icapara inlet, local variation of the width of the island, the formation of a small transgressive dunefield, an increase in the width of the Valo Grande artificial channel, and appearance and disappearance of ephemeral features such as a coastline prominence and a lagoonal embayment. The morphodynamics of the northeastern extremity of the island results from the interaction between littoral drift currents, tides, and fluvial sedimentary supply from the Ribeira de Iguape River. The remarkable northeastwards littoral drift, inferred by sedimentological analysis, is the main factor of the shifting of the Icapara channel in this direction, added to a"meandering effect" of the channel. This effect would be generated by interaction between the tidal regime and the fluvial sedimentary supply, such that the northward margin of the channel (Iguape) acts like a erosional levee, and the southward margin (Ilha Comprida) acts like a point bar. In this way, sand is removed at Iguape and deposited at the tip of Ilha Comprida. Even though the northeasterly growth of the barrier occurred over thousands of years its speed increased significantly after the opening of Valo Grande in 1852, which became factor influencing the sedimentary input at the Icapara inlet

Idades de deposição dos sedimentos da falésia de Itaguaré (Bertioga-SP) determinadas por luminescência opticamente estimulada

A região da foz do rio Itaguaré, localizada no Parque Estadual da Restinga de Bertioga-SP, apresenta uma miscelânea de processos sedimentares e formas de leito atuais gerados pela ação de marés, ondas e do próprio rio. Ocorrem também depósitos sedimentares quaternários expostos ao longo de falésia de dezenas de metros de extensão por até 4m de altura, formados por processos de ondas análogos aos observados na praia adjacente. Seus depósitos sedimentares são compostos por areias finas, moderadamente a bem selecionadas, com estratificação plano-paralela, tendo em sua porção inferior (~0,5m) icnofósseis de Ophiomorfa nodosa (galerias de Callichirus sp.). Esta sucessão sedimentar é indicativa de deposição sob o espraiamento de ondas, em condições regressivas, e com nível relativo do mar cerca de 1,4±1,0m acima do atual, estimado pela comparação da cota máxima de ocorrência do O. nodosa com o topo da biozona de Callichirus vivente. Duas amostras de sedimentos (Ber-01, basal, e Ber-02, topo) foram datadas por luminescência opticamente estimulada (LOE), com o uso do protocolo Single Aliquot Regeneration-dose (LOE-SAR). O método geocronológico por LOE-SAR indica, por premissa, a idade de última exposição à luz solar que, nesse caso, é a idade de deposição do sedimento. As medidas de dose equivalente ou paleodose obtidas em 18 (Ber-01) e 20 (Ber-02) alíquotas apresentaram baixos valores de dispersão (7,8% e 7,5%, respectivamente), calculados pelo parâmetro overdispersion de distribuição de dados. Esta baixa dispersão é o melhor indicador de que as amostras foram fotoesvaziadas previamente à deposição e soterradas com sinal LOE residual próximo de zero, e que, portanto, os processos de mistura pós-deposicionais são negligenciáveis para a interpretação dos resultados. As idades (Ber-01: 4,4±0,3 ka e Ber-02: 3,6±0,2 ka) são estratigraficamente coerentes e, além disso, compatíveis com as curvas do nível relativo do mar mais aceitas para a região, o que eleva a confiabilidade dos resultados

Cronologia e sedimentologia dos depósitos eólicos quaternários da Costa Leste maranhense

Idades por luminescência opticamente estimulada foram obtidas nos depósitos eólicos do litoral leste maranhense. As datações permitiram reconhecer ao menos quatro gerações de dunas eólicas, incluindo a atual. As duas gerações mais antigas (G1/G0: idades LOE de 258,9±24,6 a 88,0±8,6 ka A.P.) não são distinguíveis por critérios de campo, somente por dados geocronológicos. A geração eólica 2 corresponde a feições eólicas estabilizadas pela vegetação que ocorrem a até 135 km da linha de costa atual. As idades LOE-SAR de estabilização obtidas para essas feições eólicas compreendem um intervalo estreito de tempo (19 a 14 ka A.P.) no Pleistoceno superior. Essa fase estabilização do sistema eólico é correlacionada com o evento climático HS-1. Durante esse período no leste maranhense, sob maior influência da Zona de Convergência Intertropical pelo seu deslocamento para sul, ocorreu diminuição da intensidade dos ventos alísios e aumento da precipitação. Essas variações climáticas diminuíram a capacidade de transporte eólico e levou o sistema à estabilização. A análise de proveniência sedimentar com base em minerais pesado identificou como principal fonte sedimentar do litoral leste maranhense a plataforma continental localizada a leste da foz do rio Parnaíba, alimentada via deriva litorânea longitudinal para oeste. O rio Parnaíba aparentemente tem contribuição minoritária como fonte sedimentar, tanto para o sistema atual como para as gerações eólicas pretéritas. A dinâmica sedimentar do sistema eólico atual, evidenciada por minerais pesados, granulometria e parâmetros morfoplanimétricos, aponta para intenso retrabalhamento por rios que o limitam parcialmente ao interior e por drenagens intermitentes, de caráter entrelaçado, que o atravessam. O estudo do método de datação LOE e as características LOE dos sedimentos de diferentes localidades do Brasil permitiu identificar a boa aplicabilidade do método vista a alta sensibilidade LOE do quartzo e bom desempenho nos testes aplicados. A sensibilidade LOE do quartzo foi identificada como a principal característica determinante da qualidade da datação LOE. A proposição da razão de sensibilidade Quartzo-\"Al IND.2\'\'O IND.3\':C (\'delta\'\'POTs\' Q) permitiu tanto a padronização do cálculo da sensibilidade LOE como a comparação de medidas interlaboratoriais. A observação de grandes variações nos valores de sensibilidade LOE de quartzo para sedimentos de diferentes localidades são resultado tanto das rochas fonte como dos ciclos de sedimentação e retrabalhamento. A identificação de diferentes proveniências sedimentares com base no uso da sensibilidade LOE foi aplicada, com sucesso, na análise de variações climáticas baseada em mudanças de proveniência sedimentar na Ilha Comprida -SP.Optically stimulated luminescence (OSL) ages were obtained in eolian deposits from the east coast of Maranhão, Brazil. OSL dating allowed the identification of at least four generations of eolian dunes, including the active dunefields. The two oldest generations (G1/G0: OSL ages 258.9±24.6 to 88.0±8.6 ky B.P.) are not distinguishable by field criteria, only geochronological data. Generation 2 corresponds to eolian features stabilized by vegetation that occurs up to 135 km from the current coast line. OSL-SAR ages of stabilization of these features are between 19 and 14 ky B.P., a narrow time interval during Pleistocene. This event is related to the climatic event HS-1. During this period the intensity of trade winds decreased and precipitation increased in the area due to a greater influence of the Intertropical Covergence Zone, which was shifting south. These climatic variations reduced the capacity of eolian transportation and the led system to to stabilization. Provenance analyzes by heavy minerals identified the continental shelf located east of the Parnaiba river mouth as sedimentary source for the east coast of Maranhão, which is fed by longitudinal litoral drift to west. Parnaiba river apparently has a minor contribution as sedimentary source for recent and past eolian generations. Sedimentary dynamic of the recent eolian system, as indicated by heavy minerals analyzes, grain size analyzes and morphoplanimetric parameters, is characterized by strong reworking by rivers, braided intermittent drainages, that cross the dunefield. All analyzed Brazilian sediments presented relatively high OSL sensitivity and good behavior regarding their luminescence characteristics relevant for radiation dose estimation. The OSL sensitivity of quartz was identified as the main characteristic interfering the OSL dating quality. We propose to standardize the definition of quartz OSL sensitivity using the Quartz-to-\'Al IND.2\'\'O IND.3\':C sensitivity ratio (\'delta\'\'POT.s\'Q). The standardization is a prerequisite to compare data obtained under different measurement conditions and to investigate and develop geological applications of quartz OSL sensitivity. We observed that the major factor controlling the OSL sensitivity is the sedimentary history of the sediment. Longer sedimentary transport provided by huge drainage systems and long-distance littoral drift increases the OSL sensitivity. The use of OSL sensitivity as provenance proxy was successfully applied at Ilha Comprida-SP to analyze climate variations

Quaternary sedimentary evolution of Ilha Comprida, São Paulo state

A Ilha Comprida é a barreira arenosa mais extensa do litoral paulista. Possui 63 km de comprimento e 500 m a 5 km de largura, e estende-se acompanhando a linha de costa (orientação aproximada NE-SW) desde a desembocadura de Icapara até a de Cananéia. Esta barreira foi estudada com base em fotografias aéreas, parâmetros granulométricos, minerais pesados e datações por luminescência opticamente estimulada (LOE). Cinco fases de evolução da ilha puderam ser determinadas. A fase inicial corresponde à formação da barreira transgressiva, em aproximadamente 6000 anos A.P.. Nas quatro fases seguintes, duas componentes de crescimento, uma longitudinal e outra transversal, alternaramse em importância relativa. Da fase inicial até perto de 5000 anos A.P., a ilha apresentou crescimento acelerado tanto longitudinal (10,2 a 22,8 m/ano) como transversal (2,6 m/ano); durante este período, os cordões litorâneos identificados são de origem praial. De 5000 a 2000 anos A.P., a componente de crescimento transversal caiu a praticamente zero, enquanto a longitudinal teve taxa relativamente baixa (5,2 a 6,9 m/ano). De 2000 a 200 anos A.P., o bloqueio do crescimento longitudinal pelos morros perto de Iguape forçou intensa progradação transversal (até 0,5 m/ano) por grande parte da extensão da ilha. Durante essa fase, houve predomínio de adição de cristas praiais antes da Pequena Idade do Gelo (1450 a 1850 d.c) e de formação de cordões de dunas frontais após esse período. De 200 anos A.P. até o presente, superado o efeito de bloqueio à deriva longitudinal imposto pelos morros de Iguape, a ilha retomou a componente de crescimento longitudinal, acelerada pela abertura do Valo Grande. Este período é de taxas de progradação bastante variáveis ao longo da ilha, com maior regressão nas extremidades e transgressão na porção centro-sul. O empilhamento encontrado nas fácies marinhas, aflorantes junto a margem lagunar, é predominantemente regressivo. Possibilidades de sucessões transgressivas, encontradas somente na parte sul da ilha, e evidências geocronológicas reforçam a idéia de uma barreira transgressiva como fase inicial de sua formação. O empilhamento de fácies eólicas confirma o padrão de avanço das rupturas de deflação por sobre os cordões litorâneos mais interiores e antigos da ilha. As idades referentes ao maior período de atividade das rupturas de deflação são correlacionáveis com a Pequena Idade do Gelo e permitem sugerir intensificação de incursões de frentes frias na região durante esse período. O contraste entre tipos de cordões litorâneos, praiais formados antes da Pequena Idade do Gelo versus de dunas frontais formados após esse período, é indicativo de que as condições de vento permanecem intensificadas desde então. A utilização de índices de minerais pesados permitiu a identificação dos fatores e processos que controlam a assembléia mineralógica. Os índices RZi (rutilo e zircão) e THi (turmalina e hornblenda) indicam a contribuição do rio Ribeira de Iguape, com aporte sedimentar concentrado no nordeste da Ilha Comprida. O índice TZi (turmalina e zircão) responde aos processos de seleção hidráulica do transporte sedimentar, cuja variação espacial reforça a hipótese de duas células de deriva litorânea longitudinal com divergência no centrosul da ilha, já sugerida com base em resultados granulométricos e dados de campo. A principal derivação primária dos minerais pesados são as rochas presentes na bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape. É provável também a contribuição dos sedimentos estocados na plataforma continental, disponíveis para serem retrabalhados pelas correntes de deriva litorânea. A combinação de análise granulométrica e estudo de minerais pesados demonstra-se consistente na determinação de padrões de transporte sedimentar, com indicações de forte controle dos resultados pela seleção hidráulica e aerodinâmica. O protocolo SAR (Single-Aliquot Regenerative-Dose) utilizado para datações por LOE demonstrou-se aplicável aos sedimentos da Ilha Comprida, tanto eólicos como marinhos rasos, com idades compatíveis com as curvas do nível relativo do mar mais aceitas e coerentes com relação à progradação da linha de costa e ao empilhamento sedimentar.The Ilha Comprida island is the largest sandy barrier of São Paulo Coast. The island is 63 km long and 500 m to 5 km wide. It extends following the coast (approximately NE-SW direction) from the Icapara inlet to the Cananéia inlet. This barrier was studied using aerial photographs, grain-size parameters, heavy minerals analysis and optically stimulated luminescence dating (OSL). Five evolutionary phases could be determined. The initial phase corresponds to the transgressive barrier at approximately 6000 years B.P.. In the next four phases, two growth components, longitudinal and transversal, occur with variable importance. From the initial phase to 5000 years B.P. the island had accelerated growth, both longitudinal (10.2 to 22.8 m / year) and transverse (2.6 m / year). During this period the identified coastal ridges have beach origin. From 5000 to 2000 years B.P. the transverse component of growth fell to almost zero while the longitudinal component was relatively low (5.2 to 6.9 m / year). From 2000 to 200 years B.P. the hills near Iguape blocked the longitudinal component and forced intense progradation (up to 0.5 m / year) for the most island length. In this phase there was a predominance of beach ridges formation before the Little Ice Age (AD 1450 to 1850) and of foredune ridges formation after this period. From 200 years B.P. until the present the blockade imposed by the Iguape hills ceased and the island reassumed the longitudinal component, accelerated by the opening of a artificial channel (Valo Grande) in the Ribeira de Iguape River. This period has variable progradational rates through the island, with regression in the extremities and transgression in mid-south. The marine facies succession that outcrops besides lagoon margin is predominantly regressive. Possibilities of transgressive facies succession were found only in the southern half of the barrier. Geochronology evidences reinforce the hypothesis of transgressive barrier for the initial phase of the island. The aeolian facies succession confirms the onshore advance of the blowouts onto the inner and older beach ridges. The ages for the most blowout activity are correlated with the Little Ice Age suggesting intensification of cold fronts incursions. The contrast between ridges types, beach ridges formed before the Little Ice Age versus foredune ridges formed after this age, is indicative that the wind conditions are intensified since then. The use of heavy-minerals paired indices allowed the identification of factors and processes that control their assemblage. The RZi (rutile and zircon) and THi (tourmaline and hornblende) show the contribution of the Ribeira de Iguape River sediment supplied in northeastern of the Ilha Comprida. The TZi (tourmaline and zircon) responds to the hydraulic sorting process showing. It indicates a sediment transport pattern with divergence of drift cells in the mid-south region, which is consistent with grain-size and field data. The sediment supply from Ribeira de Iguape River is interpreted both as a direct source and as an indirect source by inner continental shelf and alongshore drifts. The combination of grain-size and heavy-mineral analysis demonstrate to be reliable in determining sediment transport patterns, with indications of their control by hydraulic and aerodynamic sorting. The Single-Aliquot Regenerative-Dose procedure (SAR) used for OSL dating demonstrates to apply to the Ilha Comprida sediments, both wind and shallow marine ones. The ages are consistent with the more acceptable relative sea level curves and with the coastal ridges and stratigraphic succession

The coastal ridge sequence at Rio Grande do Sul: A new geoarchive for past climate events of the Atlantic coast of southern Brazil since the mid Holocene

We present here the first geochronometric analysis of a large succession of coastal ridges that developed south of Rio Grande do Sul inlet, aided by OSL dating of samples taken in this succession that amounts c. 306 coastal ridges. This succession allows defining epochs of enhanced coastal drift or fluvial transport to the river mouth. Additionally, changes in the preservation of ridges also suggest the additional effect of transverse winds that create blow outs, while changes in the ridge packages planview onlap suggest possible changes in the dominant longshore drift. Four OSL samples located strategically allow defining the age of five main stages of this succession. The first stage comprises 2 substages. The first substage shows ridges #1 to #36 onlapping the boundary coastal scarp northwardly, while the second (ridges #37 to #84) shows an inversion of ridge shape wedging out southwards until coast returns to be quasi parallel to the initial coastal scarp estimated to be c. 6 ka. We estimate this first stage to comprise enhanced coastal drift due to higher and sandier ridges, ending at c. 4.1 ka. The second stage (ridges #85 to #124) ridges is marked by a slight unconformity, and indicates a period of enhanced fluvial progradation and less coastal drift suggesting milder winds up to 3.6 ka. The third stage (ridges #125 to #204) initiates with erosion of ridges near the delta front, being higher and sandier ridges, suggesting enhanced coastal drift due to windier conditions, being the windiest time bracketed between 3.3 and 2.35 ka. The fourth stage (ridges #205 to c. #270) shows again, as second stage, a tendency of wedging out southwards, suggesting enhanced fluvial progradation, estimated between 2.34 and 1.7 ka. The fifth stage is defined by a complete change of coastal plain progradation, due to the rapid recycling of beach ridges into a complex of blow outs and arcuate sand dunes. Ridges are sparsely recognized in cases they developed during short lived events of enhanced longshore drift, with an outstanding group (ridges #288 to #290) that we correlate to a 1.1–0.9 ka cooling event. Future studies, improving the chronostratigraphy of the beach ridges succession at Rio Grande and comparing it with the Paraná river delta ridges, will help understanding the complex environmental history of South America, that include a reversal of the longshore drift, given the fact they are among the most complete upper Holocene geoarchives available.Fil: Milana, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Geológico del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Geología. Instituto Geológico del Sur; ArgentinaFil: Conforti Ferreira Guedes, Carlos. Universidade Federal do Paraná; BrasilFil: Valdez Buso, Victoria. Universidade do Vale do Rio Dos Sinos; Brasi

Active mechanisms controlling morphodynamics of a coastal barrier: Ilha Comprida, Brazil

The Cananéia-Iguape lagoon-estuarine system, where the Ilha Comprida barrier (IC) is located, is one of the most dynamic coastal areas on the southeastern Brazilian coast. IC island is a 63 km-long barrier and it is limited by the Icapara inlet to the north, and the Cananéia inlet to the south. This system has been affected by intense changes in its morphology since the opening of the Valo Grande artificial channel in 1852 A.D., connecting the nearby Ribeira de Iguape river to the Mar Pequeno lagoon. In this context of anthropogenic disturbance on the coastal systems, the objective of this study is to understand the active mechanisms, both natural and anthropogenic, controlling the morphological changes of the northeastern portion of the IC, from monthly as well as centenary timescales. We analyzed successional addition and erosion of beach ridges using a multi-temporal dataset obtained by Optically Stimulated Luminescence, aerial photos (1962 and 2000), satellite images (1980-2016) and GNSS surveys (2015-2017). The results were compared to climatic (rainfall and waves) data. Northeastward migration rates of the IC ranged from 15.5 m/y, on the GNSS surveys, to 154 m/y, calculated based on OSL rates. Changes on rates on the northeastward inlet migration barrier are related to anthropogenic interference, mainly the Valo Grande opening and climate changes. Sediment accumulation occurred mainly during the summer on the baymouth spits. This depositional scheme is consistent with the highest values of Ribeira de Iguape river flow and the low synergy of waves coming from the South. By contrast, the retrogradation of the coastline occurs in the winter, when the wave power is stronger than in the summer. This seasonal configuration is controlled both by the bidirectional longshore drift and by the fluvial discharge

Central Santa Catarina coastal dunefields chronology and their relation to relative sea level and climatic changes

ABSTRACTDuring the past decades, there have been contrarian explanations for the formation and stabilization of coastal dunefields: while many authors believe the dunes formation would be enhanced by falling sea level, others argue that a rising or stable sea level context would be favorable. For Brazilian coastal dunefields, the second hypothesis seems to be more consistent with the luminescence ages found so far; however, most of these data were obtained without using the SAR protocol. Another point of concern is the role of climate change in the aeolian system, which is still not very clear. The aim of this paper is to try to clarify these two questions. To this end, five coastal dunefields were selected in central Santa Catarina coast. The remote sensing and dating results allowed the discrimination and mapping of at least four aeolian generations. Their age distribution in relation to the global curve of relative sea level variation during the Late Pleistocene allows us to suggest that the formation of Aeolian dunefields in the coastal context is supported by stable relative sea level. However, relative sea level is not the only determinant for the formation and preservation of the aeolian coastal dunes. Evidences of climatic control indicate that the initiation of dunefields would be favored by periods of less humidity while their stabilization would occur preferably during the periods of rain intensification, connected to monsoon activity

Determination of controls on Holocene barrier progradation through application of OSL dating: The Ilha Comprida Barrier example, Southeastern Brazil

Barrier development during the Holocene is studied using the example of the Ilha Comprida, Southeastern Brazil. Aerial photos, facies analysis, and optically stimulated luminescence dating are used to define the barrier emergence and evolution. Optically stimulated luminescence ages and facies successions indicate that the Ilha Comprida probably began as a Holocene transgressive barrier island 6000 years ago, just before the last relative sea-level maximum. Since then the barrier has progradated through the addition of curved beach ridges. Based on beach ridge alignments, six units of growth are identified with two growth directions, transverse and longitudinal. Rates of progradation with transverse growth vary from 0.13 to 4.6 m/year. Rates of longitudinal growth to NE range from 5.2 to 30 m/year. Variation in coastal progradation rates and sediment retention during the last 6000 years is compared with climate, physiography and relative sea-level changes. The physiography, represented by pre-Cenozoic hills, is the major control on sediment retention and alternation between longitudinal and transverse growth. Climate variations, such as the Little Ice Age event, apparently control the formation of ridges types: beach ridges, foredunes, and blowouts. These results allow the use of the Ilha Comprida Barrier as an example to analyze the major controls on barriers progradation. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.Fundacao de Amparo Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)[2001/01732-8]Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Fundacao de Amparo Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)[2002/01016-3]Fundacao de Amparo Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)[2007/51511-4]Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)[135013/2007-0]Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq