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Title in Portuguese: Estrutura interna de depósitos eólicos do estado do Ceará: radarfácies e evolução
Title: Application of the GPR in the study and evolution of internal structures of aeolian deposits from state of Ceará - Brazil
Author: Lima Júnior, Sérgio Bezerra
Advisor(s): Castelo Branco, Raimundo Mariano Gomes
Keywords: Radar de Penetração do Solo
Depósitos eólicos
Estrutura interna
Issue Date: 2017
Citation: LIMA JÚNIOR, S. B. (2017)
Abstract in Portuguese: A compreensão da dinâmica costeira é o ponto inicial para se entender a evolução desses ambientes determinando-se sua morfologia e sequência sedimentar. No registro geológico, estas feições são identificadas principalmente pela preservação das estruturas sedimentares internas formadas nos diversos pontos dos depósitos influenciadas por dois fatores principais: o vento através de sua intensidade e variação da direção e a gravidade que atua facilitando o deslizamento na linha de maior inclinação. Deve-se então investigar a arquitetura interna das feições, bem como espessura das camadas, determinação do nível freático e o reconhecimento de registros erosivos e deposicionais, para relacionar aos diversos tipos de dunas ou depósitos sedimentares eólicos. Dentre os diversos métodos de investigação (i.e. tricheiras, sondagens e outros) destacam-se os métodos geofísicos, sendo para este propósito o mais importante o Radar de Penetração do Solo (GPR) que utiliza ondas eletromagnéticas de alta frequência para esta investigação. Na presente pesquisa foram escolhidas três áreas de estudo com a finalidade de comparação e evolução destes complexos ambientes eólicos costeiros distintos no estado do Ceará tanto no litoral Leste quando no litoral Oeste, a saber: as dunas barcanas isoladas da Praia de Jericoacoara, o lobo de deposição dos blowouts da Porto das dunas e os sandsheets da Praia do Futuro, caracterizando as diferentes formas de depósitos existentes no litoral nordestino. O principal objetivo desta pesquisa consiste em aprofundar o estudo sobre o imageamento de estruturas internas em dunas eólicas e propor um modelo para a evolução destes depósitos do litoral cearense, fato este inédito para o Estado. Como conclusões em relação à área de Jericoacoara, nota-se que as dunas barcanas isoladas, apresentam na direção principal do vento forte ângulos de mergulho dos foresets desde a zona de barlavento, aproximadamente 34º, e que são nitidamente ângulos do deslizamento da Slip Face, ou seja, os ângulos dos mergulhos permanecem quase que constantes neste perfil. Indicando que a duna barcana migra preservando a face de deslizamento. Para se investigar essa variação foi necessário realizar outra campanha de aquisição com um nível maior de detalhe utilizando a antena com uma frequência superior, tendo em vista melhorar a resolução vertical, devido à distância entre os foresets seja de ordem centimétrica e também se coletar um número maior de perfis. Sugere que os ângulos de mergulho reais são observados no cubo como uma superfície (em vermelho) interligando os ângulos aparentes e sendo apontados sempre para uma direção de um ponto imaginário (P) localizado no ponto centro de um circulo traçado acompanhando a base da face de deslizamento (Slip Face). Em relação à migração da duna se pode observar que existem variações de velocidade de migração ao longo do tempo considerado e que no geral se pode considerar uma taxa de migração de 16 metros ao ano, com um deslocamento total para oeste de 900 metros no período de 57 anos, corroborando, essa média com diversos dados da literatura. Em referência à estrutura interna dos lobos deposicionais, observa-se sequencia de escavações (formas côncavas) e preenchimento com ângulos próximos de 34º, deposição por deslizamento, e ângulos menores de ate 2º-3º, deposição tipo laminares. O sandsheet da praia do Futuro foi construído através de vários lobos deposicionais paralelos que construíram este extenso deposito tão peculiar de nosso litoral.
Abstract: The understanding of coastal dynamics is the starting point for understanding the evolution of these environments by determining their morphology and sedimentary sequence. In the geological record, these features are identified mainly by the preservation of the internal sedimentary structures formed in the various points of the deposits influenced by two main factors: the wind intensity and variation of the direction and the gravity that acts facilitating the sliding in the line of greater slope. It is necessary to investigate the internal architecture of the features, as well as thickness of the layers, determination of the water table and the recognition of erosive and depositional records to relate to the different types of dunes or sedimentary deposits. Among the various methods of investigation (i.e. trenchs, wells and others), the most relevant are the geophysical methods. One of the most important is the ground-penetrating radar (GPR), which uses high frequency electromagnetic waves for this investigation. Three areas of study were chosen in the present research to compare and investigate the evolution of these complex coastal wind environments in the state of Ceará, both on the East coast and on the West coast, namely: The isolated barchan dunes of Jericoacoara Beach, depositional lobe of the blowouts of Porto das Dunas and the sandsheets of Praia do Futuro, characterizing the different forms of deposits existing in the Northeastern coast. The main objective of this research is to deepen the study on the imaging of internal structures of aeolian dunes and to propose a model for the evolution of these deposits of the coast of Ceará, fact this unprecedented for the State. As a conclusion, in relation to the Jericoacoara area, it can be observed that the isolated barchan dunes present, in the main direction of the strong wind, angles of response of the foresets from the windward zone, approximately 34º, which are clearly slope angles of Slip Face, that is, the angles of response remain almost constant in this profile. Indicating that the barchan dune migrates preserving the slip face. In order to investigate this variation, it was necessary to carry out another acquisition campaign with a higher level of detail using the antenna with a higher frequency, in order to improve the vertical resolution, due to the distance between the foresets, on a centimeter-order, and also to collect a greater number of profiles. It suggests that actual angles of response are observed in the 3D GPR cube as a surface interconnecting the apparent angles and being pointed towards a direction of an imaginary point (P) located at the center point of a circle traced along the base of the sliding face (Slip Face). In relation to the migration of the dune, it is possible to observe that there are variations of migration speed over the considered time and that, in general, a migration rate of 16 meters per year, with a total displacement to the West of 900 meters in the Period of 57 years, corroborating this average with several data from the literature. In reference to the internal structure of the depositional lobes, it is observed a sequence of excavations (concave forms) and filling with angles close to 34º, deposition by sliding, and smaller angles of 2º-3º, laminar type deposition. The sandsheet of Praia do Futuro was constructed through several parallel depositional lobes that built this extensive deposit so peculiar of the coast.
Description: LIMA JÚNIOR, Sérgio Bezerra. Estrutura interna de depósitos eólicos do estado do Ceará: radarfácies e evolução. 2017. 133 f. Tese (Doutorado em Geologia) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/29467
metadata.dc.type: Tese
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