CARACTERÍSTICAS OCEANOGRÁFICAS DA ÁREA DE PROTEÇÃO ...

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CARACTERÍSTICAS OCEANOGRÁFICAS DA ÁREA DE PROTEÇÃO AMBIENTAL DA BALEIA FRANCA

Sérgio Antônio Netto1

Geomorfologia costeira

Uma grande variedade de unidades geomorfológica ocorre ao longo da costa catarinense. As barreiras holocênicas e formações associadas podem ser classificadas em quatro distintas províncias (HESP, GIANNINI e MARTINO, 2008). A Área de Proteção Ambiental da Baleia Franca (APABF), que abrange a porção costeira de nove municípios - do sul da Ilha de Santa Catarina (porção mais ao norte da APABF), ao Balneário Rincão, ao sul, se insere nas denominadas Províncias III e na porção norte da Província IV (Figura 1). A Província III se estende desde parte sul de Florianópolis, na Ilha de Santa Catarina, até o Cabo de Santa Marta, e é caracterizada pela grande diversidade de formações, como pequenas baías costeiras e enseadas, presença de grandes promontórios, praias longas e arqueadas, costões rochosos e barreiras dominadas por campos de dunas transgressivos. Destaca-se ainda na Província III, o Complexo Lagunar Sul Catarinense, maior conjunto de lagoas costeiras de Santa Catarina, e outras pequenas lagoas costeiras fechadas e de barra intermitente. Já a Província IV, que se estende do Cabo de Santa Marta até a divisa com o Rio Grande do Sul, em Passo de Torres, é caracterizada por uma mudança na direção da linha de costa, por sua homogeneidade de longas praias arenosas retas e barreiras dominadas, em grande escala, por campos de dunas transgressivos ativos.

Na Província III, a principal vertente estuarina é dada pelo Complexo Lagunar, que drena as bacias do rio Tubarão e d’Una, e em menor escala por pequenas lagoas de barra intermitente, como Ibiraquera e Garopaba. Já na província IV, destaca-se a vertente do estuário do rio Araranguá e também, como na Província III, pequenas lagunas como o Camacho (ainda parte do Complexo Lagunar) e lagoas de barras intermitentes como Urussanga Velha. É junto à Província III que ocorre a maior drenagem continental para plataforma centro sul catarinense (barra de Laguna drena mais de 6 mil km2, enquanto Araranguá cerca de 3 mil km2) (HESP, GIANNINI e MARTINO, 2008).

O Complexo Lagunar Sul Catarinense é uma das maiores formações lagunares do Brasil, com uma área aproximada de 220 km2, e é caracterizado por um conjunto de processos eólicos, lagunares e marinhos interdependentes (GIANNINI, 1993; GIANNINI et al., 2010). O Complexo pode ser divido em dois setores que apresentam características fisiográficas e de circulação da água distintas: o Sistema Santa Marta-Camacho, ao sul; o Sistema Estuarino de Laguna, mais ao norte. Sistema Santa Marta-Camacho, de menor tamanho (31,14 km2) compreende as lagoas de Santa Marta e Camacho (a lagoa do Camacho é, eventualmente, referida como Garopaba do Sul ou Jaguaruna). A lagoa Santa Marta possui uma ligação com o rio Tubarão através de um estreito canal meandrante. Na porção sudoeste desta lagoa dois canais a conectam com a lagoa do Camacho (um canal artificial, atualmente fechado, e um natural). A lagoa do Camacho (de maior tamanho, 24,54 km2) recebe o aporte do rio Congonhas a noroeste e possui uma barra, historicamente instável, ao sul, onde se liga ao oceano. Todo o sistema Santa Marta-Camacho é parte integrante da APABF.

Figura 1. Mapa com a localização da Área de Proteção Ambiental (APA) da Baleia Franca (destacada em verde) inserida nas províncias geomorfológicas III e IV do litoral catarinense.

O Complexo Lagunar, assim como grande parte das diversas lagoas costeiras no centro sul catarinense, surgiu durante o quaternário, como resultado dos processos transgressivos e regressivos do nível marinho. A subida do nível do mar durante o Máximo da Transgressão Holocênica, por volta de 5100 anos AP (ANGULO, LESSA e SOUZA, 2006), afogou os vales de dissecação dos sedimentos marinhos preexistentes e formou barreiras transgressivas que isolaram os corpos lagunares, processos mais ou menos concomitantes que GIANNINI (1993) denominou como associações vale-laguna e baía-laguna, respectivamente. Durante este período, houve ainda o afogamento do curso dos rios que desembocam na região, formando deltas intralagunares alimentados por sedimentos fluviais. Após o máximo transgressivo, o recuo do mar levou à construção de terraços marinhos a partir das barreiras do estádio anterior, resultando na progradação da linha da costa e o aprisionamento das lagunas.

A margem continental

A plataforma, juntamente com o talude continental e outros depósitos sedimentares, quando existentes, compõe a margem continental. A Margem Continental Brasileira é do tipo Atlântico, caracterizada pela estabilidade tectônica e províncias fisiográficas bem desenvolvidas: a plataforma continental, o talude e o sopé continental (COUTINHO, 1996). Ao longo de toda a região sul do Brasil, a margem é caracterizada por províncias amplas e de gradientes suaves (Figura 2). A quebra de plataforma, de forma geral, não é muito notória, e a borda tem configuração arredondada ou com estreitos terraços de abrasão marinha. O talude é suave, de perfil ligeiramente côncavo. A margem continental sul compreende desde

APA da Baleia Franca

Província III

Província IV

10 km

Cabo de Santa Marta

a região do Cabo de São Tomé (RJ) até Chuí (RS) e classifica-se como do tipo construcional ou deposicional. A margem continental sul é bastante larga, ficando atrás somente daquela imediatamente à frente do rio Amazonas e do Platô de Abrolhos. As feições morfológicas observadas apresentam-se, em linhas gerais, bastante homogêneas (ZEMBRUSKI, 1979).

Figura 2. Margem continental sul do Brasil (IBGE, 2011)

Embora existam descrições gerais de grande escala, a plataforma continental sul catarinense é amplamente desconhecida sob o ponto de vista de distribuição de sedimentos. Não há mapeamentos sobre feições de fundo oceânico e os mapas faciológicos foram confeccionados em uma escala muito grande e sem o detalhamento devido para a área desejada. A distribuição sedimentar da margem continental sul foi descrita nos trabalhos de MARTINS et al. (1972), CORRÊA e ABREU (1984), CORRÊA (1987), MARTINS, MARTINS e CORRÊA (1985) e CORRÊA e VILLWOCK (1996). Os mapas mais recentes de distribuição de sedimento gerados para o programa REVIZEE (FIGUEIREDO e MADUREIRA, 2004; Figura 3) revelaram que a plataforma continental sul catarinense é predominantemente constituída por sedimentos litoclásticos (<30% de carbonatos) arenosos e manchas de areia lamosa ao norte e ao sul. No talude, de modo geral, o predomínio é das lamas com ocorrência de lamas arenosa ou areia em regiões próximas à quebra da plataforma.

A plataforma continental catarinense apresenta uma largura média de 130 km com pelo menos cinco níveis topográficos (entre os 10 e 100 m de profundidade) que correspondem a paleoterraços de estabilização do nível do mar durante o quaternário (CORRÊA, 1996). Já a porção marinha da APABF se encontra na plataforma continental interna, onde seus limites externos exibem profundidades máximas entre 40 e 50 m. A largura média aproximada da porção marinha da APABF é de 10 km.

Figura 3. Distribuição sedimentar da margem continental sul do Brasil (modificado de FIGUEIREDO e MADUREIRA, 2004).

Padrões de circulação oceânica

A compreensão dos processos oceanográficos no Oceano Atlântico Sudoeste é ainda pequena, especialmente no que se refere à dinâmica de pequena e mesa escalas. Em grande escala, a circulação na costa catarinense é impulsionada pelas marés de baixa amplitude, elevado dinamismo de regime de ventos e fluxos em direção aos pólos pela Corrente do Brasil, em especial ao longo da borda da plataforma. Apesar da região não possuir aportes significativos de água doce, a porção sul mostra intrusões de baixa salinidade de águas do rio da Prata e Lagoa dos Patos (PIOLA et al., 2000). A influência de forçantes locais (por exemplo, ventos, marés, aporte fluvial) e remotos (por exemplo, a corrente do Brasil) sobre a circulação da plataforma gera ainda marcadas variações espaciais (MATANO, PALMA e PIOLA, 2010). Enquanto a plataforma interna catarinense é predominantemente impulsionada por ventos locais, a plataforma média e externa são mais influenciadas pela Corrente do Brasil (PALMA e MATANO, 2009).

Os padrões de circulação na plataforma continental catarinense são complexos uma vez que ela se insere na transição da Bacia de Santos para a Plataforma Continental Sul do Brasil (CASTRO e MIRANDA, 1998). A circulação caracteriza-se pelo fluxo para sul da Corrente do Brasil (CB), de origem tropical, e pelo fluxo oposto, para o norte, da Corrente das Malvinas, de origem subantártica (LEGECKIS e GORDON, 1982; OLSON et al., 1998). A CB transporta águas quentes e oligotróficas em direção às altas latitudes, acompanhando a linha da quebra da plataforma até aproximadamente 36˚ (na altura do rio da Plata, na divisa

Cabo Santa Marta

Florianópolis

Uruguai/Argentina). Nesta região, a corrente do Brasil encontra-se com a corrente das Malvinas, criando uma área de fortes gradientes térmicos denominada Convergência Subtropical.

A Água Tropical (AT) e a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) são transportadas pela Corrente do Brasil em sentido S/SW (SILVEIRA et al. 2000). A AT flui na camada superficial da Corrente do Brasil e apresenta baixas concentrações de nutrientes, temperaturas superiores a 20˚C e salinidade acima de 36,4 (MIRANDA, 1982). Já a ACAS, subjacente à AT, é também transportada pela Corrente do Brasil entre 200 e 500 m de profundidade, junto ao talude e quebra da plataforma. A ACAS é uma massa de água rica em nutrientes inorgânicos e definida por valores de temperatura entre 6˚ e 18˚C e salinidade entre 34 e 36 (MIRANDA, 1982). Ao mesmo tempo, em sentido norte, águas frias e ricas em nutrientes são transportadas pela Corrente das Malvinas (CM, PIOLA et al. 2000). O braço costeiro da CM na plataforma é denominado de Água Costeira (AC). Ela é caracterizada, além do fluxo para o norte, pela mistura com águas de origem continental (especialmente o rio da Prata e Lagoa dos Patos). A AC é, portanto, definida por baixos valores de salinidade (abaixo de 33,7) e temperaturas oscilando entre 4˚ e 21˚C.

Temperatura e Clorofila da superfície do mar

O padrão de circulação oceânica na costa catarinense e estrutura termohalina associada possuem forte componente sazonal, modulados pelas alterações no regime de ventos. Isso pode ser facilmente observado através das imagens de temperatura de superfície do mar (TSM) e concentração de clorofila da água (Figura 4).

Como mostrado por PEREIRA, SCHETTINI e OMACHI (2009) e MATANO, PALMA e PIOLA (2010), durante o verão, o vento nordeste amplia a distribuição de águas tropicais em direção sul, e as águas sobre a plataforma exibem temperaturas acima dos 23˚C (Figura 4a). Dada a característica oligotrófica dessa massa de água, observam-se também menores concentrações de clorofila na água (Figura 4b). Durante o outono e inverno (usualmente a partir do mês de abril), nota-se o avanço da frente da pluma do Prata para o norte com o incremento dos ventos de quadrante sul. As águas junto à plataforma passam a exibir valores médios de temperatura abaixo de 23˚C e elevada produtividade, como mostrado pelo aumento das concentrações de clorofila da água (Figuras 4c e 4d).

O processo de mudança sazonal da circulação é também fundamental, além do balanço da produtividade biológica, pelo sequestro de carbono (BIANCHI et al., 2005, 2009). Maiores absorções de CO2 estão associadas às regiões de maiores concentrações de clorofila, mantidas presumidamente por uma vigorosa circulação vertical na quebra da plataforma. No caso da região sul, embora a maior parte do CO2 seja absorvida na primavera e verão, ela não é localmente devolvida no inverno, mas exportada para os sedimentos e áreas ao largo (BIANCHI et al., 2009). Portanto, dada às fortes oscilações sazonais, a região possivelmente representa importante área de absorção de CO2.

Figura 4. Oscilação temporal da temperatura da superfície no mar e concentração superficial de clorofila (verão a, c; inverno b, d). Fonte: http://www.inpe.br

A ressurgência de Santa Marta

O Atlântico Sul possui ao menos três centros de ressurgência costeira: Cabo Frio, na costa do Rio de Janeiro (RODRIGUES e LORENZETTI, 2001); costa uruguaia (FRAMIÑAN et al. 1999); cabo de Santa Marta, em Laguna (CASTELLO e MOLLER, 1977). A ressurgência de Santa Marta, processo marcante durante o verão, é a mais importante das ressurgências costeiras no Atlântico Sul, com concentrações de clorofila de até 15mg.m-3 (CIOTTI et al., 1995), cerca de três vezes superior à observada em Cabo frio. A ressurgência tem imensa importância socioambiental. Durante o movimento ascendente de zonas profundas, águas frias e ricas em nutrientes, ao atingirem a camada eufótica, promovem o desenvolvimento acelerado da produção primária e efeito ao longo de toda a cadeia trófica. A ressurgência,

Temperatura da superfície do mar

Concentração superficial de clorofila Verão

Verão

Inverno

Inverno

a b

c d

portanto, implica em um forte aumento da produção biológica local, incluindo a pesqueira, mas pode afetar amplas áreas no entorno da zona de afloramento (DENNY, 2008).

A região do Cabo de Santa Marta (CSM) marca uma mudança de orientação da costa catarinense. Ao norte do CSM, a costa segue uma orientação N-S, enquanto mais ao sul, ela é orientada NE- SW. Além disso, no CSM, a plataforma continental é relativamente estreita (~ 100 km), e a isóbata de 50 m fica apenas a 5 km de distância da costa, enquanto ao norte e ao sul, a largura da plataforma aumenta significativamente. Durante o verão, o aumento do fluxo de águas para o sul e para o largo promovido pelos ventos NE, juntamente com o estreitamento da plataforma no CSM, promovem o afloramento de águas de fundo na região (ACAS). Dada a morfologia de fundo, simulações numéricas e dados da temperatura de superfície do mar indicam que a ressurgência é centrada na porção sul do cabo (CAMPOS et al. 2013; Figura 5).

A ocorrência de manchas de águas frias da ACAS na região de Santa Marta é promovida pela interação entre a forçante de vento, mudança na linha de costa e redução de tamanho da plataforma. Num estágio inicial, a temperatura da superfície do mar é praticamente uniforme (Figura 5a), enquanto as temperaturas de fundo exibem um nítido gradiente decrescente em direção à quebra da plataforma (Figura 5b). O incremento dos ventos de NE promovem um fluxo em direção sudoeste das águas tropicais e superficiais da Corrente do Brasil sobre o talude (Figura 5c). O campo de temperatura da superfície do mar continua ainda homogêneo, mas verifica-se um aumento nos valores de temperatura em função do deslocamento da água tropical (AT). Junto ao leito marinho (Figura 5d), as temperaturas agora exibem uma queda de 7˚C do estágio inicial, com um marcado gradiente ao longo da plataforma, em particular junto ao CSM, onde a plataforma é estreita. A continuidade da tensão de cisalhamente ao longo dos dias, forçando a mudança na estrutura termohalina e circulação na região, acaba por arrastar águas frias sobre os fundos da plataforma e favorecer o afloramento da ACAS junto à porção sul do CSM (Figura 5e-5f).

Figura 5. Temperatura média da superfície e fundo marinho na região do Cabo de Santa Marta, no período de verão, durante o processo de ressurgência: a, b – condições iniciais; c-d -aumento de ventos NE e deslocamento superficial da Água Tropical (AT) em superfície e penetração da Água Central do Atlântico Sul (ACAS) sobre o fundo; e-f -afloramento de ACAS ao sul do Cabo Santa Marta e domínio de águas frias junto ao fundo (Modificado de Campos et al., 2013).

Temperatura em superfície Temperatura de fundo

Cabo Sta Marta Cabo Sta Marta

a b

c

e

d

f

Ondas e marés

Há uma evidente lacuna de dados sobre o regime de ondas ao longo da costa catarinense. Os registros existentes referem-se a ondas de swell ou marulhos, e ondas locais. Marulhos são ondas geradas por tempestades em locais distantes, de grande propagação, que possuem praticamente uma única frequência e períodos grandes quando comparados às ondas produzidas pelos ventos em regiões costeiras. Registros ao longo de dois anos por um marégrafo localizado a 35 km da Ilha de Santa Catarina, sobre a isóbata de 80 m, mostraram que marulhos mais frequentes são de direção sul, períodos de 12 s e altura média entre 1 e 1,5 m. Ondas localmente geradas foram o segundo tipo mais frequente, vindo de nordeste, com períodos de 7 s e altura média de 1 m (MELO et al., 2003; MIOT DA SILVA, 2006).

Figura 6. Influência do regime de ventos no nível de marés de áreas lagunares: ventos fortes de nordeste (a) promovem rapidamente uma queda no nível das lagoas (b). Fonte: www.ciram.epagri.sc.gov.br

A costa catarinense é caracterizada por um regime de micromarés (amplitudes < 2m), com maiores amplitudes no norte do estado (cerca de 1,2 m; SCHETTINI, CARVALHO e JABOR, 1996) e menores em áreas mais ao sul (Imbituba 0,6 m). Além do componente astronômico, as marés de áreas costeiras rasas e lagunares, em especial na porção sul do estado de Santa Catarina, são fortemente influenciadas pela dinâmica de ventos locais. O Centro de Informações de Recursos Ambientais e Hidrometeorologia de Santa Catarina (CIRAM) disponibiliza dados online de diversos marégrafos ao longo do litoral. Na região da APABF, há marégrafos em Florianópolis, Imbituba e Laguna. Os registros têm mostrado um regime de marés semidiurno (duas preamares e duas baixamarés em um dia lunar) com desigualdades (diferença de alturas entre duas preamares e duas baixamarés). Nas áreas lagunares, como observado por FONSECA e NETTO (2006), há um forte componente meteorológico nas amplitudes das marés (Figura 6). Em condições de ventos NE, há um aumento do fluxo de vazante e diminuição do nível das lagoas costeiras. Ao contrário, em

a

b

períodos de predomínio de ventos do quadrante S, usual especialmente no inverno, há o empilhamento de águas marinhas junto à costa e maior penetração de água salgada nas lagoas, aumentando o seu nível.

Lacunas de conhecimento e prioridades de estudos oceanográficos na APABF

São inúmeras as lacunas de conhecimento oceanográfico dentro da Área de Proteção Ambiental da Baleia Franca. Grande parte dos estudos da região refere-se aos processos terrestres e lagunares. No entanto, cerca de 80% da APABF se encontra dentro da área marinha, na plataforma continental rasa. Os limites marinhos externos da unidade foram estabelecidos, de norte a sul, em uma linha que oscila entre as isóbatas de 30 e 50 m. Dos processos físicos marinhos, embora exista um relativo bom conhecimento em escala regional, os de pequena escala atuantes nas profundidades abaixo de 50 m são amplamente desconhecidos.

Dentre os vários aspectos oceanográficos, uma das principais lacunas de conhecimento e que afeta diretamente a APABF refere-se à influência da drenagem continental na plataforma (Figura 7). O principal contribuinte é o Complexo Lagunar, que drena uma área de mais de 6 mil km2 e que possui longo histórico de contaminação (SDM, 1997), de tal forma a levar o governo federal a decretar, em 1980 (Decreto 85.206), a região sul de Santa Catarina como área crítica nacional para efeitos de controle de poluição.

Figura 7. Imagem de satélite mostrando a pluma da drenagem continental sobre a APABF.

A descarga de materiais do Complexo Lagunar parece ser controlada por forçantes meteorológicas - regime de vento e chuva. Períodos de elevada precipitação usualmente

Área de Proteção

Ambiental da

Baleia Franca

Laguna

Rio Tubarão

determinam fortes pulsos de saída de material terrígeno dos estuários para a plataforma. Além disso, em condições de ventos NE, há um aumento do fluxo de vazante. No entanto, pouco se conhece sobre este processo – sua variabilidade temporal, tipo de substâncias exportadas para a APABF e, especialmente, os potenciais efeitos sobre a biodiversidade, seja ela do leito marinho ou na coluna d’água. Ainda, não se sabe como processos de dragagens e retificações de cursos d’água, como as do rio Tubarão ou outras áreas dentro do Complexo Lagunar, que ampliam o transporte de materiais, afetariam a APABF. Além das transformações da paisagem oriundas da longa dinâmica de uso e apropriação do sistema estuário-plataforma, outro processo ainda não bem compreendido pode acelerar o assoreamento dos estuários e intensificar a transferência de materiais para a plataforma adjacente - as mudanças climáticas. As mudanças climáticas poderão afetar a região costeira em uma variedade de maneiras, como a elevação do nível do mar, e o aumento da frequência e intensidade de tempestades (IPCC, 2014). Recentemente, BERNARDINO et al. (2015) mostraram que, nas últimas décadas, de fato houve aumento significativo da temperatura ao longo de todas as ecorregiões marinhas brasileiras (sul catarinense incluso). Além disso, no sul do Brasil em particular, modelos mostraram um aumento significativo da precipitação, o que interferiria diretamente na dinâmica de eutrofização dos estuários e aumento da transferência de materiais para a plataforma adjacente.

Os processos estruturadores da biodiversidade no interior das lagoas costeiras, praias arenosas e plataforma, dentro da APA ou mesmo em áreas muito próximas, são relativamente pouco conhecidos, com exceção de alguns componentes biológicos (e.g. MONTEIRO NETO et al., 1990; MEURER e NETTO, 2007; COSTA e NETTO 2014; NETTO, DOMINGOS e KURTZ, 2012; NETTO e MENEGHEL, 2014). Há em andamento um programa de monitoramento de longo prazo, parte da Rede de Monitoramento de Habitas Bentônicos do Brasil (ReBentos; www.rebentos.org), dentro da área da APABF no Sistema Estuarino de Laguna. Já na plataforma continental, os estudos que têm abordado os processos oceanográficos - químicos, físicos, geológicos e biológicos, são praticamente inexistentes. Destaca-se o programa REVIZEE SE-S (AMARAL e ROSSI-WONGTSCHOWSKI, 2004), mas que compreendeu amostragens apenas em áreas profundas, acima de 100 m, fora da APABF.

Há, portanto, a clara necessidade de estudos oceanográficos na plataforma, de preferência multidisciplinares, e em especial, avaliando possíveis trocas entre estuários e áreas marinhas da APABF. Além disso, é preciso estabelecer programas de monitoramento de longo prazo de modo a buscar compreender os potenciais efeitos de mudanças climáticas sobre os distintos processos oceanográficos da APABF.

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