Oceanografia Costeira PDF

Oceanografia Costeira 5. Processos Físicos em Sistemas Estuarinos  5.1 Introdução Objetivos: Identificar e classificar os diferentes tipos de estuários, entender os principais processos físicos que o...

Oceanografia Costeira 5. Processos Físicos em Sistemas Estuarinos  5.1 Introdução Objetivos: Identificar e classificar os diferentes tipos de estuários, entender os principais processos físicos que ocorrem neste tipo de sistemas, quais os principais fatores que controlam os processos estuarinos e efetuar a classificação de estuários A palavra estuário deriva da palavra latina aestus, que significa maré e do adjetivo aestuarium, que significa mareal (‘tidal’ - relativo a maré) Os estuários são formados na foz dos rios, na estreita zona fronteira entre a terra e o mar, e o seu tempo de vida é relativamente curto A sua forma é constantemente alterada pela erosão e pela deposição de sedimentos e são drasticamente alterados por pequenas subidas ou descidas do nível do mar A maioria dos estuários são geologicamente muito recentes; desenvolveram-se depois da subida do nível do mar associada à última era pós-glacial ter inundado as linhas de costa e os vales associados à foz dos rios, estando atualmente a ser preenchidos com sedimentos  5.1 Introdução Atualmente, apenas os rios que transportam pequenas quantidades de sedimentos e os descarregam em águas costeiras (onde as ondas e as correntes costeiras são suficientemente fortes para dispersar os sedimentos) tem estuários abertos Quando a descarga de sedimentos é elevada e a ação das ondas e correntes é limitada, o estuário aberto é rapidamente preenchido com sedimentos, originando um delta a jusante Os estuários apresentam uma grande variedade de formas, cada uma das quais desenvolvida em consequência da interação entre os processos marinhos e fluviais A importância relativa dos vários processos físicos que ocorrem nos estuários varia com o tempo em cada estuário As variações semidiurnas da maré produzem variações cíclicas regulares, que podem apresentar importantes contribuições diurnas; o atrito produz harmónicas de ordem superior, que distorcem a curva de maré e produzem assimetria nas correntes de maré Ocorrem também ciclos de maré viva - maré morta e variações sazonais  5.1 Introdução As correntes produzem turbulência e ondas internas, originam mistura, provocam erosão, transporte e depósito de sedimentos, e dispersam poluentes As variações sazonais são particularmente evidentes na salinidade, como consequência da resposta dos estuários às descargas dos rios. Os eventos meteorológicos têm escalas temporais de dois a cinco dias, relacionadas com o tempo de passagem de depressões, e o vento pode afetar a circulação estuarina, assim como criar ondas e mistura adicional É óbvio que os processos físicos que ocorrem em estuários são complexos e interdependentes, constituindo as ações forçadoras de muitos dos processos químicos, biológicos e de sedimentação Devido às suas águas férteis, aos ancoradouros protegidos e acesso à navegação os estuários têm constituído os principais centros de desenvolvimento humano A promoção do comércio e da indústria conduziu a alterações de larga escala no equilíbrio natural dos estuários, devido a modificações na sua topografia (de modo a facilitar a navegação dos grandes navios) e pela poluição de larga escala a que estão sujeitos (como resultado do aumento da população e das indústrias)  5.1 Introdução É importante compreender a dinâmica dos sistemas estuarinos, especialmente o movimento de água e de sedimentos Os estuários são áreas onde o homem interage com uma massa de água adjacente, utilizando, por exemplo, a capacidade de navegação das suas águas Portos, centros de comércio e algumas das civilizações mais antigas floresceram em ambientes estuarinos, como por exemplo: ▪ rios Tigre e Eufrates, no Iraque; delta do rio Po, em Itália; delta do Nilo, no Egipto; delta do Ganges, Índia e Bangladesh; rio Huang-Ho (amarelo), na China Conforme estas civilizações se foram desenvolvendo, foram sendo construídos portos nestes sistemas, o que originou que muitas cidades estejam localizadas em estuários (Lisboa – Rio Tejo; Porto – Rio Douro; Londres – Thames river; New York – Hudson river; Montreal – St.Lawrence river; New Orleans - Mississippi river; Liverpool – Mersey river; Bordeaux – estuário do Gironde) Estes factos são mencionados não apenas para dar uma perspetiva histórica, mas também para chamar a atenção para o facto de que as características costeiras estão associadas aos padrões de circulação estuarina. A influência antropogénica pode modificar os processos de sedimentação  5.2 Definições de Estuário, de Ria e de Laguna As zonas costeiras de interação entre água salgada e água doce podem ser definidas das mais variadas formas, sendo de destacar os estuários, as rias e as lagunas (ou ilhas-barreira) As várias definições destas zonas costeiras têm de englobar as suas principais características e processos Para a maioria dos oceanógrafos, engenheiros e cientistas dedicados ao estudo da natureza estas áreas são consideradas como zonas de interação entre a água doce e a água salgada, existindo, no entanto, várias definições mais precisas (mais de 40 para os estuários) Estuário do Tejo (Portugal) A definição de estuário mais frequentemente utilizada é a de Cameron and Pritchard (1963): Estuário - corpo de água costeiro semifechado com uma ligação livre com o oceano, e no qual a água do mar é diluída de forma mensurável com a água doce proveniente dos escoamentos terrestres  5.2 Definições de Estuário, de Ria e de Laguna A definição de Fairbridge (1980), mais recente, tem também uma ampla aceitação na comunidade científica: Estuário - é um braço de mar estendendo-se pelo vale de um rio até ao limite superior da subida da maré, sendo usualmente divido em três sectores: a) estuário inferior ou marinho, com ligação livre com o oceano b) estuário intermédio, sujeito a forte mistura entre água salgada e água doce c) estuário superior ou fluvial, caracterizado pela água doce, mas sujeito à ação diária da maré Uma outra definição muito utilizada em Inglaterra, devida a Gameson (1965), foi elaborada tendo em vista a determinação de quais as entradas de rios no mar que deveriam ser consideradas estuários: Estuário - corpo de água (com comprimento superior a 5 km) onde existe um efeito observável do mar resultante numa subida e descida do nível da água em condições de caudal médio do rio e de maré, e onde existe um efeito observável de um ou mais rios resultante em variações de salinidade durante um ciclo de maré média  5.2 Definições de Estuário, de Ria e de Laguna Pode ainda considerar-se uma definição mais recente, devida a Day et al. (1989): Um ecossistema estuarino é uma reentrância costeira profunda com uma comunicação restrita com o mar e que permanece aberta pelo menos intermitentemente Segundo esta definição, o ecossistema estuarino pode ser subdividido em três regiões: a) Uma zona de maré fluvial, caracterizada pela ausência de salinidade, mas sujeita ao efeito das marés b) Uma zona de mistura, o estuário propriamente dito, caracterizado pela mistura de massas de água e pela existência de fortes gradientes, físicos, químicos e biológicos entre a zona de maré fluvial / embocadura de um rio e a embocadura do estuário c) Uma zona de turbidez no mar aberto, junto da costa, entre a zona de mistura e a extremidade da pluma estuarina no Estuário do Nith pico da baixa-mar (Escócia)  5.2 Definições de Estuário, de Ria e de Laguna Uma definição mais abrangente de estuário é devida a Wolanski (2007): Estuário - um corpo semifechado de água ligado ao mar, estendendo-se até ao limite da propagação da maré ou da intrusão salina, e recebendo escoamento de água doce; no entanto, a entrada de água doce pode não ser permanente, a conexão com o mar pode ser fechada durante parte do ano e a influência das marés pode ser desprezável Devido a todas estas definições (e também às que serão apresentadas nos próximos diapositivos, torna-se conveniente considerar o conceito de sistema estuarino, que engloba os estuários, rias e lagunas costeiras A dinâmica destes sistemas é gerada pelos seguintes forçamentos: Regime de ondulação  Tensão do vento (nas zonas Exe estuary (England) mais largas e apenas durante Maré curtos períodos, para a maioria dos estuários)  Regime de ondulação (essencialmente na embocadura)  Descarga fluvial Tensão do vento Descarga  Maré fluvial  5.2 Definições de Estuário, de Ria e de Laguna Ria - forma costeira correspondente a uma reentrância, resultante da submersão pelo mar da zona terminal de uma rede fluvial Rias Baixas (Espanha)  5.2 Definições de Estuário, de Ria e de Laguna Ria de Aveiro (Portugal) Laguna - zona costeira submersa pela ação da preia-mar de marés vivas, ocupada por água salgada ou salobra, relativamente pouco profunda, separada do mar por uma barreira arenosa, ligada ao oceano (pelo menos intermitentemente) por uma ou mais barras e usualmente paralela à costa Segundo Clark (2001), as lagunas são definidas como massas de água costeiras confinadas, com passagens restritas para o mar e com escorrência continental reduzida Lagoa dos Patos (Brasil) Ria Formosa (Portugal)  5.2 Definições de Estuário, de Ria e de Laguna Uma laguna é definida por Kjerfve (1994), como: Laguna de Veneza (Itália) uma massa de água interior, geralmente orientada paralelamente à costa, separada do oceano por uma barreira, ligada ao mar através de uma ou mais embocaduras restritas, e tendo profundidades que raramente excedem poucos metros. Uma laguna pode ou não ser sujeita a mistura pelas marés, e a sua salinidade pode variar desde o valor encontrado num lago costeiro de água doce até aos valores típicos de uma laguna hipersalina, dependendo do regime hídrico Conceito de Sistema Estuarino: qualquer corpo costeiro semifechado onde sejam mensuráveis gradientes longitudinais de salinidade, e que apresente caraterísticas tipicamente estuarinas ou lagunares  5.3 Circulação Estuarina Processos físicos que controlam a dinâmica estuarina são: 1. Caudais fluviais 2. Ação das marés 3. Ação do vento 4. Ação das ondas 5. Variações do nível do mar 1. Caudal fluvial: fluxo de sedimentos Rio → Estuário  Plataforma  Vertente Os rios de maior dimensão contribuem com grandes quantidades de sedimentos para os oceanos 2. Estuários dominados pela maré tem um elevado número de bancos de areia entre os canais de enchente e de vazante. Lodo, areia e rocha. Distorção da onda de maré (c=(gh)1/2), 3. Durante curtos períodos a ação do vento pode forçar circulações locais e contribuir para uma maior mistura vertical 4. Transporte sedimentar e mistura pelas ondas de superfície 5. Variações do nível do mar: uma vez que a localização do estuário é fortemente dependente do nível do mar, pode migrar com o tempo  5.3 Circulação Estuarina A importância das marés na circulação estuarina: Os movimentos do nível do mar expõem praias e planos lodosos: Efeitos físicos: ▪ temperatura da água ▪ consolidação ▪ secagem ▪ salinidade ▪ homogeneização da coluna de água (‘destratificação’) ▪ transporte de sedimentos: erosão/deposição Efeitos sobre o biota (flora e fauna de uma região): ▪ desidratação Os movimentos de maré para o interior e exterior do estuário a cada 12.42 horas promovem a renovação de água no estuário Água salgada é introduzida no estuário e água doce é retirada do estuário Efeito potencial de purificação Transporta plantas e animais para dentro e para fora do estuário