Modelagem tridimensional da região adjacente ao Cone de Rio Grande - RS

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Classificação supervisionada dos elementos arquiteturais da Praia das Cabras, Rio Grande do Sul, Brasil

Este trabalho apresenta uma classificação automática pelo método de máxima verossimilhança dos elementos arquiteturais presentes na Praia das Cabras, Rio Grande do Sul, baseando-se na resposta espectral dos alvos, utilizando a imagem óptica do Quickbird. O resultado da classificação apresentou acurácia de 61% e índice Kappa igual a 0,56. Os valores refletem a confusão entre algumas classes, principalmente entre planície de deflação e interdunas; e entre cadeia barcanóide e dunas barcanas isoladas. Esses erros estão associados principalmente à dificuldade do usuário em diferenciar os limites entre as classes. Apesar da confusão, a classificação automática mostrou uma correspondência geral das classes delimitadas, indicando que o método selecionado foi eficaz no mapeamento dos sistemas deposicionais e dos elementos arquiteturais presentes na região de estudo

Holocene sea-level changes in southern Brazil based on high-resolution radar stratigraphy

This paper focuses on high-resolution coastal stratigraphy data, which were revealed by the Ground Penetrating Radar (GPR) system. Surveys performed with GPR on the surface of prograded barriers reveal patterns of reflections that allow the interpretation of the geometry and stratigraphy of coastal deposits in a continuous mode. At the Curumim prograded barrier in southern Brazil (29 300 S–49 530 W), a two-dimensional transverse GPR survey revealed, with high precision, a serial of contacts between aeolian deposits of relict foredunes and relict beach deposits that have a strong correlation with sea level. In a 4 km GPR profile, a total of 24 of these contacts were identified. The high accurate spatial positioning of the contacts combined with Optical Stimulated Luminescence dating resulted in the first confident sea-level curve that tells the history of sea-level changes during the last 7 ka on the southernmost sector of the Brazilian coast. The curve shows that sea-level was still rising before 6 ka BP, with a maximum level of 1.9 m reached close to 5 ka BP; after that, sea-level started to falling slowly until around 4 ka BP when fall accelerated

Stratigraphic stacking patterns and their reflections on the holocene coastal barrier morphology of the middle coast of Rio Grande do Sul, Brazil

Neste trabalho, investigou-se com detalhe a barreira holocênica do litoral médio do Rio Grande do Sul (RS), entre as localidades do Estreito e de Bacupari. Este trecho do litoral corresponde a mais expressiva projeção costeira de larga-escala da costa do RS. Dados geofísicos (Georadar) e geomorfológicos superfi ciais permitiram importantes descobertas. Na porção sul da projeção costeira, entre o Estreito e o setor norte da Lagoa do Peixe, a barreira holocênica exibe um comportamento evolutivo dominantemente retrogradacional (provavelmente desde 6 ka até o presente), o qual foi determinado por um longo período de balanço negativo de sedimentos. Já na porção norte da projeção, entre o Balneário Mostardense e Bacupari, a barreira mostra uma inversão de comportamento retrogradacional para progradacional. Tal mudança evolutiva, expressa numa progradação que varia de 230 a 1800 m, é possivelmente oriunda de uma alteração no balanço de sedimentos (balanço negativo para positivo) que pode ter ocorrido somente há alguns séculos, ou mesmo poucos milênios. A mudança para um padrão de empilhamento progradacional mostrou-se crescente em dimensão (extensão do registro progradacional) do meio para o norte da projeção costeira. É possível sugerir que essas tendências evolutivas em escala geológica (10²-10³ anos) vão continuar no decorrer das próximas décadas. Informações acerca do comportamento evolutivo da linha de costa nos últimos séculos e milênios podem servir como subsídios do meio físico na gestão costeira do litoral médio do RS.In this work, the Holocene barrier of the middle coast of Rio Grande do Sul (RS), located between Estreito and Bacupari, was investigated in detail. This stretch of the coast corresponds to the most expressive large-scale coastal projection of the RS coast. Important discoveries were made through subsurface geophysical (GPR) and surfi cial geomorphology data. In the southern portion of the projection, between Estreito and the northern sector of Lagoa do Peixe, the Holocene barrier exhibits a predominantly retrogradational evolutionary behavior (probably from 6 ka and the present), which was determined by a negative sediment budget in the long term. On the other hand, in the northern portion of the projection, between Balneário Mostardense and Bacupari, the barrier shows a reversal from retrogradational to progradational behavior. Such evolutionary change, expressed in a progradation ranging from 230 to 1800 m, is possibly attributed to a change in the sediment budget (negative to positive budget) that may have occurred only a few centuries ago, or even a few millennia. The reversal towards a progradational stacking pattern showed an increase in size (length of the progradational record) from the middle to the north of the coastal projection. It is possible to suggest that these evolutionary trends on a geological scale (10²-10³ years) will continue over the next decades. Information about the coastline evolutionary trends in the last centuries and millennia can be useful as subsidies for the coastal management of the middle coast of RS

Geomorphology and stacking patterns of the holocene barrier in the northern Rio Grande do Sul coast

Barreiras costeiras podem exibir uma variedade de características estratigráficas e morfologias, refletindo os fatores condicionantes da sua formação e desenvolvimento atuantes em diferentes escalas temporais (secular e milenar) e espaciais, determinando padrões de empilhamento estratigráfico distintos. Neste trabalho, investiga-se a barreira holocênica no litoral norte do Rio Grande do Sul, entre o balneário de Dunas Altas e a praia de Xangri-Lá, com o objetivo de analisar em detalhe a extensão e as características dos setores que apresentam padrões de empilhamentos estratigráficos progradacionais e retrogradacionais. Assim, perfis de Georadar (GPR) foram adquiridos perpendicularmente à linha de costa, ao longo de 65 km. Uma sondagem SPT (Standard Penetration Test) foi realizada até 20,45 m de profundidade e a análise morfológica da barreira holocênica foi conduzida através de modelo digital de superfície (TanDEM-X). Definiram-se intercalações longitudinais no padrão de empilhamento estratigráfico da barreira. Dunas Altas apresenta um padrão de empilhamento estratigráfico progradacional. Em Quintão, 6,5 km ao norte, a barreira muda seu padrão de empilhamento estratigráfico para retrogradacional. Esse padrão se mantém até Tramandaí Sul, onde se altera para progradacional em um intervalo de 1 km, mantendo-se assim até Xangri-Lá. A delimitação dos padrões de empilhamento estratigráfico distintos possibilitou o entendimento do comportamento da barreira em uma escala de longo período, representando também uma importante contribuição à gestão costeira, principalmente no que diz respeito à delimitação de setores com comportamento erosivo.Coastal barriers can exhibit an array of stratigraphies and morphologies reflecting the drivers acting during their evolution in different temporal (secular and millennial) and spatial scales, leading to distinct stacking patterns. In this work, the Holocene coastal barrier in the northern coast of Rio Grande do Sul is investigated between Dunas Altas and Xangri-Lá aiming a detailed analysis of the extension and characteristics of progradational and retrogradational sectors. In order to do so, GPR sections were collected along 65 km of the barrier. A drillhole (20,45 m depth) was acquired and a morphological analysis was conducted through digital surface model (TanDEM-X). An alternation in the barrier stacking patterns was defined. Dunas Altas shows a progradational pattern. At Quintão, 6,5 km northwards, the barrier changes to a retrogradational pattern, which is maintained until South Tramandaí, where it changes quickly to a progradational pattern in a 1 km stretch of coast, keeping this stacking pattern until Xangri-Lá. The delimitation of distinct stacking patterns contributes to the understanding of the long-term barrier behavior and supports coastal management mainly regarding the delimitation of erosive sectors

Geomorphology and stacking patterns of the Holocene barrier in the northern Rio Grande do Sul coast

Título en inglés: Geomorphology and stacking patterns of the Holocene barrier in the northern Rio Grande do Sul coastPalabras clave en portugués e inglésResumen en portugués e inglésBarreiras costeiras podem exibir uma variedade de características estratigráficas e morfologias, refletindo os fatores condicionantes da sua formação e desenvolvimento atuantes em diferentes escalas temporais (secular e milenar) e espaciais, determinando padrões de empilhamento estratigráfico distintos. Neste trabalho, investiga-se a barreira holocênica no litoral norte do Rio Grande do Sul, entre o balneário de Dunas Altas e a praia de Xangri-Lá, com o objetivo de analisar em detalhe a extensão e as características dos setores que apresentam padrões de empilhamentos estratigráficos progradacionais e retrogradacionais. Assim, perfis de Georadar (GPR) foram adquiridos perpendicularmente à linha de costa, ao longo de 65 km. Uma sondagem SPT (Standard Penetration Test) foi realizada até 20,45 m de profundidade e a análise morfológica da barreira holocênica foi conduzida através de modelo digital de superfície (TanDEM-X). Definiram-se intercalações longitudinais no padrão de empilhamento estratigráfico da barreira. Dunas Altas apresenta um padrão de empilhamento estratigráfico progradacional. Em Quintão, 6,5 km ao norte, a barreira muda seu padrão de empilhamento estratigráfico para retrogradacional. Esse padrão se mantém até Tramandaí Sul, onde se altera para progradacional em um intervalo de 1 km, mantendo-se assim até Xangri-Lá. A delimitação dos padrões de empilhamento estratigráfico distintos possibilitou o entendimento do comportamento da barreira em uma escala de longo período, representando também uma importante contribuição à gestão costeira, principalmente no que diz respeito à delimitação de setores com comportamento erosivoCoastal barriers can exhibit an array of stratigraphies and morphologies reflecting the drivers acting during their evolution in different temporal (secular and millennial) and spatial scales, leading to distinct stacking patterns. In this work, the Holocene coastal barrier in the northern coast of Rio Grande do Sul is investigated between Dunas Altas and Xangri-Lá aiming a detailed analysis of the extension and characteristics of progradational and retrogradational sectors. In order to do so, GPR sections were collected along 65 km of the barrier. A drillhole (20,45 m depth) was acquired and a morphological analysis was conducted through digital surface model (TanDEM-X). An alternation in the barrier stacking patterns was defined. Dunas Altas shows a progradational pattern. At Quintão, 6,5 km northwards, the barrier changes to a retrogradational pattern, which is maintained until South Tramandaí, where it changes quickly to a progradational pattern in a 1 km stretch of coast, keeping this stacking pattern until Xangri-Lá. The delimitation of distinct stacking patterns contributes to the understanding of the long-term barrier behavior and supports coastal management mainly regarding the delimitation of erosive sectorsEsta pesquisa foi viabilizada por meio de bolsa de mestrado concedida à Débora Sayuri Zanchi Watanabe pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico -CNPq (133093/2017-4

Geomorfologia, estratigrafia de sequências e potencial de preservação dos sistemas Laguna Barreira do Quaternário Costeiro do Rio Grande do Sul.

No registro estratigráfico da Planície Costeira do Rio Grande do Sul estão presentes quatro sequências deposicionais de alta frequência, correspondentes a quatro sistemas do tipo laguna-barreira (I a IV). Estas sequências possuem idades pleistocênicas e holocênica e se desenvolveram em resposta a ciclos glacioeustáticos da ordem de 100 ka. O sistema costeiro holocênico, relacionado à sequência mais jovem (IV), possui setores contemporâneos com padrões de empilhamento opostos. Partindo desta observação duas hipóteses foram formuladas e investigadas. A primeira hipótese refere-se à existência de padrões de empilhamento opostos também nas sequências deposicionais mais antigas (I, II e III) e a segunda é a de que estes padrões estejam expressos na morfologia das barreiras costeiras. Uma análise geomorfológica e estratigráfica foi realizada através das geotecnologias, com o emprego do sensoriamento remoto, do geoprocessamento, de sistemas de posicionamento e do método geofísico do georradar. Os dados foram obtidos em diferentes setores da planície costeira, com enfoque na região sul, entre a fronteira com o Uruguai (Chuí) e a desembocadura da Lagoa dos Patos (Rio Grande). Nesta região, estão presentes os sistemas laguna-barreira II, III e IV, portanto estes contaram com um maior detalhamento. As interpretações realizadas permitiram estabelecer um arcabouço estratigráfico, com a definição das principais superfícies chave e tratos de sistemas, além de um modelo de evolução paleogeográfica para a região sul. A existência dos padrões de empilhamento retrogradacional, progradacional e degradacional foi constatada nas sequências deposicionais mais antigas. Ainda que estas não tenham sido datadas foi possível inferir que comportamentos distintos tenham ocorrido simultaneamente ao longo das linhas de costa relacionadas a estas sequências deposicionais. A variabilidade do comportamento dos sistemas costeiros foi verificada também através das suas características morfológicas, as quais possuem grande influência em seu potencial de preservação. Contudo, alterações posteriores, de origem erosiva e/ou deposicional, modificaram significativamente as feições originais. A aplicação das geotecnologias referidas acima, através da perspectiva da estratigrafia moderna, permitiu ampliar o conhecimento acerca dos sistemas deposicionais costeiros, especialmente das sequências relacionadas aos sistemas laguna-barreira II e III.The stratigraphic record of Rio Grande do Sul Coastal Plain embraces four high-frequency depositional sequences corresponding to four barrier-lagoon systems (I to IV). These sequences have been developed during the Pleistocene and Holocene, in response to glacioeustatic cycles of 100 ka. The Holocene coastal system, related to the younger sequence (IV), exhibits contemporaneous sectors with opposites stacking patterns. From this observation, two hypotheses were formulated and investigated. The first hypothesis was that the opposite stacking patterns also exist in the older depositional sequences (I, II and III), and the second was that these patterns are expressed, today, in the morphology of the coastal barriers. A geomorphologic and stratigraphic analysis was performed applying various geotechnologies, like remote sensing, geoprocessing, positioning systems and the geophysical method of ground penetrating radar (GPR). The data were obtained in different sectors of the coastal plain, with a focus on the southern region between the border with Uruguay (Chui) and the inlet of Lagoa dos Patos lagoon (Rio Grande). In this region the barrier-lagoon systems II, III and IV were identified and studied in greater detail. The interpretations allowed establishing a stratigraphic framework, setting out the main key surfaces and systems tracts, and a paleogeographic model of the evolution of the southern coastal plain. The existence of retrogradational, progradational and degradacional stacking patterns was found in the older sequences. Although the absolute age of these units has not been determined, it was possible to infer that different behaviors have occurred simultaneously along the shorelines related to these depositional sequences. The variability on the behavior of the coastal systems was also verified by their morphological characteristics, which have great influence on their preservation potential. However, subsequent changes due to erosive and/or depositional events may have significantly modified the original features. The application of geotechnologies from the perspective of modern stratigraphy improved the knowledge of coastal depositional systems, especially of the sequences related to barrier-lagoon systems II and III

Análise gravimétrica e magnetométrica da Região Sul da Província Costeira do Rio Grande do Sul, setor sudoeste da Bacia de Pelotas

A composição do embasamento e as principais estruturas presentes na porção sudoeste, emersa, da Bacia de Pelotas foram investigadas através dos métodos geofísicos potenciais de gravimetria e magnetometria. A área de estudo, situada na porção sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul, é formada por fácies sedimentares quaternárias pertencentes a sistemas deposicionais do tipo laguna-barreira e leques aluviais. Na região conhecida como Banhado do Taim, as barreiras pleistocênicas encontram-se segmentadas. Essa segmentação foi caracterizada, em trabalhos anteriores, como sendo resultado da ocorrência, no local, de um paleovale inciso. Por este motivo, essa área foi selecionada como alvo para um melhor detalhamento. A aquisição dos dados foi realizada em duas escalas, uma de reconhecimento regional, com estações a cada 5 km, e um detalhamento na região do Banhado do Taim, com estações a cada 1 km. Os dados foram processados e interpretados em um sistema de informações geográficas. No contexto regional foram identificadas três grandes anomalias gravimétricas e magnéticas (Lagoa Mirim, Rio Grande e Lineamento Jaguarão). Essas anomalias representam feições do embasamento geradas e/ou reativadas no rifteamento que deu origem à Bacia de Pelotas.Além disso, foram verificadas variações litológicas e a presença de um magmatismo (mesozóico) significante, confirmando a caracterização da Bacia de Pelotas como uma margem vulcânica Na área de detalhe, foi constatada uma anomalia gravimétrica negativa (Anomalia Taim) na mesma posição do paleovale inciso, junto a qual ocorrem eixos de anomalias magnéticas. Esses eixos foram interpretados como fraturas preenchidas por intrusões de rochas básicas. Entre essas fraturas ocorre uma depressão no relevo do embasamento, a qual se estende para leste e para norte da área alvo. A partir desta constatação, propõe-se a existência de um controle da herança geológica no posicionamento da segmentação existente na região do Banhado do Taim. A constatação desse controle é uma contribuição à consideração da herança geológica como um fator presente na evolução da Bacia de Pelotas, inclusive condicionando a distribuição dos sistemas deposicionais mais recentes. A feição detalhada localiza-se a oeste do Cone do Rio Grande, e pode ser considerada uma zona de passagem de sedimentos que contribuíram na sua sedimentação. Estudos futuros que busquem a continuidade destes condutos na plataforma continental poderiam auxiliar a busca de reservatórios de hidrocarbonetos na Bacia de Pelotas. Dados provenientes de outros métodos devem ser futuramente integrados para complementar e testar a hipótese aqui proposta.The composition and the main basement structures present in the southwestern, emerged portion of the Pelotas Basin were investigated through the geophysical gravity and magnetic methods. The study area, situated in the south region of Rio Grande do Sul Coastal Plain, is formed by quaternary sedimentary facies belonging to barrier-lagoon and alluvial fan depositional systems. In the region known as "Banhado do Taim" the Pleistocene barriers are segmented. Previous studies have associated this segmentation with the occurrence, in the local, of a palaeo incised valley. This area was selected for a more detailed investigation in this study. The geophysical data were acquired in two scales, one for regional characterization, with stations every 5 km and other, in the Banhado do Taim area, with stations every 1 km. The data were processed and interpreted into a geographic information system. In the regional context three gravity and magnetic anomalies have been identified (Lagoa Mirim, Rio Grande and Jaguarão Lineament). These anomalies represent basement features generated and/or reactivated during the rifting that originated the Pelotas Basin. Moreover, lithologic variations and a significant magmatism (mesozoic) were verified, confirming Pelotas Basin characterization as a volcanic margin In the Banhado do Taim area a negative gravity anomaly (Taim Anomaly) was identified, in the same position of the palaeo incised valley, next to which axles of magnetic anomalies occurs. These axles were interpreted as fractures filled up with basic intrusions. Among these fractures there is a low in the basement relief which extends toward east and north of the Banhado do Taim area. This study proposes the existence of a geologic inheritance control in the palaeo incised valley position at the Banhado do Taim area. Geologic inheritance has probably been an important factor controlling the evolution of the Pelotas Basin, also conditioning the distribution of the more recent depositional systems. The palaeo incised valley area is situated at the west of Rio Grande Cone, a huge geologic feature of Pelotas Basin, and can be considered as a zone of sediment transference that has contributed to the cone sedimentation. Future studies, searching for the continuity of this sediment transference zone into the continental shelf, could help hydrocarbons reservoirs exploration in Pelotas Basin. Data from other methods must be integrated in the future to complement and to test the hypothesis proposed in this study

Análise gravimétrica e magnetométrica da Região Sul da Província Costeira do Rio Grande do Sul, setor sudoeste da Bacia de Pelotas

A composição do embasamento e as principais estruturas presentes na porção sudoeste, emersa, da Bacia de Pelotas foram investigadas através dos métodos geofísicos potenciais de gravimetria e magnetometria. A área de estudo, situada na porção sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul, é formada por fácies sedimentares quaternárias pertencentes a sistemas deposicionais do tipo laguna-barreira e leques aluviais. Na região conhecida como Banhado do Taim, as barreiras pleistocênicas encontram-se segmentadas. Essa segmentação foi caracterizada, em trabalhos anteriores, como sendo resultado da ocorrência, no local, de um paleovale inciso. Por este motivo, essa área foi selecionada como alvo para um melhor detalhamento. A aquisição dos dados foi realizada em duas escalas, uma de reconhecimento regional, com estações a cada 5 km, e um detalhamento na região do Banhado do Taim, com estações a cada 1 km. Os dados foram processados e interpretados em um sistema de informações geográficas. No contexto regional foram identificadas três grandes anomalias gravimétricas e magnéticas (Lagoa Mirim, Rio Grande e Lineamento Jaguarão). Essas anomalias representam feições do embasamento geradas e/ou reativadas no rifteamento que deu origem à Bacia de Pelotas.Além disso, foram verificadas variações litológicas e a presença de um magmatismo (mesozóico) significante, confirmando a caracterização da Bacia de Pelotas como uma margem vulcânica Na área de detalhe, foi constatada uma anomalia gravimétrica negativa (Anomalia Taim) na mesma posição do paleovale inciso, junto a qual ocorrem eixos de anomalias magnéticas. Esses eixos foram interpretados como fraturas preenchidas por intrusões de rochas básicas. Entre essas fraturas ocorre uma depressão no relevo do embasamento, a qual se estende para leste e para norte da área alvo. A partir desta constatação, propõe-se a existência de um controle da herança geológica no posicionamento da segmentação existente na região do Banhado do Taim. A constatação desse controle é uma contribuição à consideração da herança geológica como um fator presente na evolução da Bacia de Pelotas, inclusive condicionando a distribuição dos sistemas deposicionais mais recentes. A feição detalhada localiza-se a oeste do Cone do Rio Grande, e pode ser considerada uma zona de passagem de sedimentos que contribuíram na sua sedimentação. Estudos futuros que busquem a continuidade destes condutos na plataforma continental poderiam auxiliar a busca de reservatórios de hidrocarbonetos na Bacia de Pelotas. Dados provenientes de outros métodos devem ser futuramente integrados para complementar e testar a hipótese aqui proposta.The composition and the main basement structures present in the southwestern, emerged portion of the Pelotas Basin were investigated through the geophysical gravity and magnetic methods. The study area, situated in the south region of Rio Grande do Sul Coastal Plain, is formed by quaternary sedimentary facies belonging to barrier-lagoon and alluvial fan depositional systems. In the region known as "Banhado do Taim" the Pleistocene barriers are segmented. Previous studies have associated this segmentation with the occurrence, in the local, of a palaeo incised valley. This area was selected for a more detailed investigation in this study. The geophysical data were acquired in two scales, one for regional characterization, with stations every 5 km and other, in the Banhado do Taim area, with stations every 1 km. The data were processed and interpreted into a geographic information system. In the regional context three gravity and magnetic anomalies have been identified (Lagoa Mirim, Rio Grande and Jaguarão Lineament). These anomalies represent basement features generated and/or reactivated during the rifting that originated the Pelotas Basin. Moreover, lithologic variations and a significant magmatism (mesozoic) were verified, confirming Pelotas Basin characterization as a volcanic margin In the Banhado do Taim area a negative gravity anomaly (Taim Anomaly) was identified, in the same position of the palaeo incised valley, next to which axles of magnetic anomalies occurs. These axles were interpreted as fractures filled up with basic intrusions. Among these fractures there is a low in the basement relief which extends toward east and north of the Banhado do Taim area. This study proposes the existence of a geologic inheritance control in the palaeo incised valley position at the Banhado do Taim area. Geologic inheritance has probably been an important factor controlling the evolution of the Pelotas Basin, also conditioning the distribution of the more recent depositional systems. The palaeo incised valley area is situated at the west of Rio Grande Cone, a huge geologic feature of Pelotas Basin, and can be considered as a zone of sediment transference that has contributed to the cone sedimentation. Future studies, searching for the continuity of this sediment transference zone into the continental shelf, could help hydrocarbons reservoirs exploration in Pelotas Basin. Data from other methods must be integrated in the future to complement and to test the hypothesis proposed in this study