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Sedimentological signatures of extreme marine inundations
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Resumo(s)
This thesis aims to characterize (and distinguish) tsunami and storm deposits in the sedimentary record by focusing on the application of textural, morphoscopic, microtextural and compositional analysis, and establish their likely source materials. This work presents results from a variety of locations (Portugal, Indonesia and Scotland) and considers events of different chronologies and sources (AD 1755, 26 December 2004 and Storegga Slide tsunamis; Great Storm of 11 January 2005) that affected contrasting coastal settings with different regional oceanographic conditions. Typically these statigraphically peculiar (essentially sand-sized) deposits exhibited an abrupt basal contact, thinning and finning inland, massive structure and relevant lateral variation. Differentiation between tsunami and storm deposits was evidenced by the incorporation of rip-up clasts solely in the tsunamigenic deposits. Grain surface microtextural analysis proved to be a valuable complementary technique to be applied in the identification of extreme marine inundation deposits, especially when considered within a regional context. Tsunami and storm grains presented a more frequent presence of percussion marks and fresh surfaces when compared with potential source material. Generally the concentration of heavy minerals decreased up unit and in Salgados (Portugal) the assemblage presented similarities with dune samples. In Lhok Nga (Indonesia) and Boca do Rio (Portugal) it was possible to identify a mineralogical signature of the tsunami backwash. The assumption of a tsunami millennial return period for the Algarve (Portugal) coast was possible through the study of the lithostratigraphy of two locations affected by the AD1755. Overall results revealed that site-specific effects precluded clear-cut extrapolations on a storm vs tsunami emplacement mechanism of worldwide application although it demonstrated that the use of textural, morphoscopic, microtextural and heavy mineral data will enhance the criteria to recognize and differentiate these deposits if the regional context is sufficiently constrained.
A identificação e diferenciação de depósitos de invasões marinhas extremas (i.e. tsunamis e tempestades), é essencial para a reconstrução da sua distribuição espacial e para a determinação de tempos de recorrência de eventos desta natureza. As características de depósitos de paleotsunamis podem variar de local para local com as características geomorfológicas e sedimentológicas do sector costeiro em análise, bem como, com a deposição e/ou erosão associadas à inundação e ao retorno das ondas. Estes factores tornam o reconhecimento de paleotsunamis, numa sequência sedimentar, uma tarefa ousada. Além de que, existem também variadíssimas similaridades entre depósitos sedimentares de tsunamis e de tempestades, o que pode restringir de sobremaneira a precisão no seu reconhecimento e, consequentemente, na determinação de períodos de retorno para invasões marinhas extremas. Esta trabalho tem como objectivo fundamental contribur para mitigar estas dificuldades, focando-se sobre a aplicação de análise litoestratigráfica, textural, morfoscópica, microtextural e de composição mineralógica, para identificar depósitos de inundações marinhas extremas e determinar as suas prováveis fontes sedimentares. O trabalho aqui apresentado emerge do estudo de uma variedade de locais (Salgados e Boca do Rio). Portugal; Lhok Nga-Indonésia; Voe of Scatsta e Stoneybridge-Escócia) e considera eventos de diferentes cronologias e fontes distintas (tsunami: AD 1755, 26 de dezembro de 2004 e Storegga; e a Grande Tempestade, de 11 de Janeiro de 2005) que afectaram, e deixaram registo sedimentar peculiar, áreas com diferentes ambientes sedimentares e condições oceanográficas regionais. Os métodos usados nas amostras de cada área de estudo foram: interpretação litoestratigráfica, granulometria, análise e interpretação de dados texturais; caracterização de populações sedimentares através de análise morfoscópica, caracterização microtextural de grãos de quartzo usando imagens de microscópio electrónico de varrimento e estudo das associações de minerais pesados. A costa Sul do Algarve caracteriza-se por um regime de agitação de baixa energia e é raramente afectada por tsunamis ou tempestades muito intensas. O tsunami mais devastador que afectou a costa portuguesa em tempos históricos foi o de 1 de Novembro de 1755. Vários estudos discutiram a sedimentação associada a este evento no Algarve em contextos rochosos do Barlavento (Furnas, Barranco, Martinhal e Boca do Rio) e num único caso do Sotavento (Ria Formosa). No presente trabalho descreve-se uma nova ocorrência sedimentar detectada na depressão dos Salgados (Algarve central) cuja caracterização original, enquadramento na sequência de colmatação holocénica, datação e origem se apresentam e discutem. A depressão dos Salgados localiza-se na baía entre Armação de Pêra e a ponta da Galé. Este troço costeiro contém uma praia arenosa intermédia-reflectiva com 6 km de comprimento, marginada por um cordão dunar múltiplo, vegetado (cota apical entre 3 e 17m acima do nível médio do mar), que reveste um afloramento alongado de beachrock e eolianitos holocénicos. Obtiveram-se 145 sondagens curtas (< 1.5m) e 13 “longas” (2 a 4.5m), no enchimento sedimentar da Lagoa dos Salgados. Onze amostras de lodo orgânico foram datadas por 14C e um testemunho sujeito a análise de 210Pb e 137Cs. Foi possível caracterizar 6 unidades litoestratigráficas fundamentais, acumuladas na segunda metade do Holocénico ao abrigo de uma barreira já estabelecida e contemporâneas de um nível do mar próximo do actual. As unidades denominadas A, B e a C, depositadas pós ca. 5900 BP são constituídas por areias com intercalações vasosas e vasas com intercalações arenosas, com transição lateral de fácies frequente. Estas unidades correspondem ao preenchimento da depressão em ambiente subtidal a intertidal inferior, com crescente influência marinha para o topo. As unidades D e F, com cerca de 1m de espessura, são constituídas por vasas mais ou menos arenosas. Intercalada entre as unidades D e F, e aproximadamente a 0.40m de profundidade, ocorre uma lâmina lateralmente contínua, formada essencialmente por areia média com abundantes bioclastos e intraclastos de lodo, com espessura variável entre 0.8m e alguns milímetros, diminuindo para terra. Na sua região distal o calibre da areia diminui e observou-se granulotriagem positiva nos testemunhos com maior espessura. O contacto basal é erosivo e a transição a tecto bem marcada. O depósito apresenta-se em forma de gota alongada e estende-se para terra até um máximo de aproximadamente 800m. O perfil vertical do excesso de 210Pb e 137Cs indica uma taxa de sedimentação de 2.6mm/ano nos 0.30m superficiais. A extrapolação deste valor localiza a base dos lodos a tecto da unidade E na primeira metade do século XIX e as idades radiocarbono do sedimento subjacente à unidade E sugerem ablação de espessura considerável de lodos aquando da deposição das areias. Estes resultados são consistentes com um evento raro de inundação marinha extrema e muito intensa de um espaço lagunar muito assoreado, com injecção de sedimento exótico a grande distância da linha de costa, excedendo a capacidade de transporte das correntes de maré e do galgamento por tempestade. Trata-se do único registo deste tipo de evento detectado nesta coluna sedimentar nos últimos séculos e compatível com o tsunami gerado pelo sismo de 1 de Novembro de 1755, do qual existem testemunhos documentais nesta região. Para a determinação de prováveis fontes sedimentares foram recolhidas ainda cerca de 30 amostras sedimentares de análogos actuais (i.e. praia, duna e fundos submarinos), foram ainda detectadas evidências de um possível depósito arenoso de tempestade intercalado na unidade lodosa de topo e constrangido espacialmente à zona adjacente à barra. Outra área de estudo foi a planície aluvionar de Boca do Rio (também situada no Barlavento algarvio, próximo da Praia da Salema). Nesta localização uma unidade litoestratigráfica associada ao tsunami de AD 1755 foi reconhecida anteriormente por diversos autores. A área aluvionar é constituída por uma planície de inundação supratidal que é periodicamente sujeita a inundações fluviais. Esta encontra-se separada do mar por uma barreira de cascalho e areia e por um esporão rochoso que, juntos, impedem o galgamento durante as tempestades mais frequentes. Amostras de sedimentos depositados pelo tsunami e de análogos actuais foram recolhidas nesta área e analisadas neste trabalho. Três amostras de tsunami (correspondente a um perfil normal à linha de costa) foram detalhadamente estudadas. Adicionalmente, 11 amostras de sedimentos (cinco de fundos submarinos, três de duna, uma praia e duas recolhidas na planície aluvial) também foram recuperadas e utilizadas neste trabalho para caracterizar ambientes sedimentares actuais (possíveis fontes sedimentares do tsunami). Nas ilhas Shetland (Escócia) uma lâmina arenosa intercalada em turfas tem sido comummente associada ao tsunami provocado pelo deslizamento submarino de Storegga que terá ocorrido à ca. 8000 BP. Esta unidade litoestratigráfica composta por areia média a grosseira caracteriza-se pelo contacto erosivo basal, incorporação de clastos de camadas subjacentes e pela sua granulotriagem positiva. Quatro amostras, recolhidas nesta unidade, a partir das paredes de duas trincheiras escavadas na enseada de Voe of Scatsta (Sullom Voe), separadas por menos de 50 m, e alinhadas transversalmente, foram estudadas em pormenor. Cada par de amostras estudadas contém uma amostra correspondente à base do depósito de areia e uma segunda amostra, localizada perto do contacto superior da unidade tsunamigénica. Por sua vez, Stoneybridge localiza-se na costa oeste da ilha de South Uist (arquipélago das Hebrides, Escócia). Sedimentos depositados por ondas de tempestade foram recuperados imediatamente após a denominada Grande Tempestade de 11 de janeiro de 2005. Este evento provocou extensa erosão nalgumas localizações costeiras e noutras (e.g. Stoneybridge) depositou uma contrastante e espessa camada arenosa (areia média a fina) a consideráveis distâncias da costa. Quatro amostras sedimentares deste tempestito foram analisadas neste trabalho. Lhok Nga Bay (Samatra, Indonésia) é uma praia contínua em baía, quebrada por pequenas fozes de ribeiros sazonais, que foi fortemente afectada pelo tsunami de 26 de Dezembro de 2004. As amostras utilizadas neste trabalho foram recolhidas algumas semanas após esse evento. Estas correspondem a um perfil normal à linha de costa sendo importante notar que nalgumas localizações mais do que uma amostra do sedimento tsunamigénico foi recolhida por forma a avaliar as variações verticais do depósito. Os depósitos associados ao tsunami de 2004 consistem em areias média a grosseira, acinzentada a amarelada, que exibem variações laterais e verticais de espessura e dimensão. O contacto inferior da unidade tsunamigénico é erosivo. A espessura dos depósitos de tsunami diminui para terra. O facto de o registo sedimentar de uma série significativa de eventos de inundações marinhas extremas, com morfologias e cronologias diversas, ter sido analisado permitiu a utilização e a generalização da aplicação de técnicas sedimentológicas, tais como a análise microtextural em grão de quartzo e a composição mineralógica de amostras de tsunami e tempestade, bem como, das suas prováveis fontes sedimentares. Os depósitos de tempestade e tsunami estudados constituem uma peculiaridade litoestratigráfica, um carácter arenoso, apresentando também um contacto basal abrupto ou erosivo, diminuindo de dimensão verticalmente e diminuindo de espessura horizontalmente. Os depósitos de tsunami exibem uma notável variação lateral em todas as características sedimentares e geométricas, mesmo em distâncias curtas, e todos apresentam uma estrutura interna massiva, com excepção do caso mais recente (tsunami de 26 de Dezembro de 2004 em Lhok Nga - Indonésia). Estes depósitos tsunamigénicos apresentam também uma frequente incorporação de clastos de camadas subjacentes que foram erodidos durante o processo de inundação das ondas. Os resultados obtidos a partir do estudo morfoscópico de partículas arenosas (e.g. esfericidade e forma) revelaram que nos casos das amostras dos Salgados e Boca do Rio (Portugal) e Lhok Nga (Indonésia), que estes atributos são úteis na discriminação de ambientes sedimentares e/ou no estabelecimento de material fonte que alimenta os depósitos de tsunami. Resultados da análise microtextural revelaram que esta prática é uma técnica sedimentológica complementar valiosa e que pode ser aplicada quer na discriminação de ambientes sedimentares, bem quer na identificação de depósitos de inundação marinhas extremas, especialmente se levado em consideração o contexto regional sedimentológico e geomorfológico. As superfícies dos grãos de quartzo das amostras de tsunami e tempestade analisadas revelaram uma presença mais destacada de marcas de percussão e superfícies recentes. Este resultado inovador foi detectado em todas as localizações geográficas estudadas. Determinou-se que, genericamente, a concentração de minerais pesados na fração de sedimento total diminui para topo nas camadas tsunamigénicas e nos tempestitos analisados. Num dos locais estudados (Salgados), foi possível estabelecer que o conteúdo de minerais pesados apresenta semelhanças qualitativas e quantitativas com as amostras de dunas. Em Lhok Nga (Indonésia) e Boca do Rio (Portugal), também foi possível identificar uma assinatura mineralógica específica da deposição associada ao processo de retorno das ondas de tsunami. O reconhecimento da assinatura sedimentar do mesmo evento tsunamigénico (AD 1755) e a sua contextualização estratigráfica forneceu motivos para sugerir uma escala milenar como período de retorno para eventos. No entanto, as limitações na identificação e diferenciação no registo sedimentar de evidências geológicas de inundações marinhas extremas (e.g. a preservação do depósito, a inexistência de contrastes litológicos e texturais, etc.) precisam ser superadas para que seja possível estabelecer períodos de retorno com maior assertividade. A diferenciação entre depósitos de tsunami e de tempestade foi essencialmente evidenciada pela incorporação de clastos de camadas subjacentes em depósitos tsunamigénicos enquanto se observou a sua ausência nos depósitos de tempestade analisados. Resultados globais deste trabalho sugerem que características locais geomorfológicas e sedimentares podem limitar extrapolações acríticas sobre os mecanismos de deposição (tsunami vs tempestade) de aplicação generalizada a todo o mundo. Em alguns casos analisados (Salgados e Boca do Rio) foi possível evidenciar quais os prováveis materiais fonte de cada um desses depósitos tsunamigénicos. Este trabalho demonstra ainda a utilidade de técnicas sedimentológicas tais como textura, morfoscopia, análise microtextural e composicional e contribuí para aumentar os critérios sedimentológicos a ser utilizados no reconhecimento e diferenciação de depósitos de tsunami e tempestade. Os objetivos iniciais estabelecidos para este trabalho foram alcançados: a) Unidades litoestratigráficas depositadas por inundações marinhas extremas, durante o Holocénico, foram identificadas, descritas, caracterizadas e datadas; b) As amostras foram analisadas usando uma abordagem multidisciplinar, que incluiu a caracterização e interpretações litoestratigráficas, geométricas, dimensionais, texturais, de características microtextural e composicionais, tendo sido abordadas as contrastantes escalas espaciais (que vão desde a escala do afloramento ou coluna sedimentar à microscopia de partículas individuais) para alcançar uma interpretação dos processos que controlam o transporte e deposição de sedimentos terrígenos de alta energia durante eventos extremos de inundação marinha; c) A análise microtextural foi aplicada em grãos de quartzo a fim de determinar o material fonte e/ou para identificar assinaturas específicas de inundações marinhas extremas. Esta metodologia foi testada com resultados encorajadores; d) A composição mineralógica da malha de amostragem foi utilizada, com resultados relevantes, para estabelecer os materiais fonte e/ou determinar composições específicas de amostras depositadas por inundações marinhas extremas e) Foi feita uma previsão, com base no registo sedimentar, sobre períodos de retorno para inundações tsunamigénicas para a costa do Algarve, em Portugal; f) De forma genérica, esta tese contribuiu para o desenvolvimento do conhecimento actual sobre os critérios usados para caracterizar os sedimentos depositados por eventos extremos de inundação marinha, e para aumentar a nossa capacidade de distinguir e relacionar esses depósitos com cada processo forçador (i.e. tsunamis ou tempestades).
A identificação e diferenciação de depósitos de invasões marinhas extremas (i.e. tsunamis e tempestades), é essencial para a reconstrução da sua distribuição espacial e para a determinação de tempos de recorrência de eventos desta natureza. As características de depósitos de paleotsunamis podem variar de local para local com as características geomorfológicas e sedimentológicas do sector costeiro em análise, bem como, com a deposição e/ou erosão associadas à inundação e ao retorno das ondas. Estes factores tornam o reconhecimento de paleotsunamis, numa sequência sedimentar, uma tarefa ousada. Além de que, existem também variadíssimas similaridades entre depósitos sedimentares de tsunamis e de tempestades, o que pode restringir de sobremaneira a precisão no seu reconhecimento e, consequentemente, na determinação de períodos de retorno para invasões marinhas extremas. Esta trabalho tem como objectivo fundamental contribur para mitigar estas dificuldades, focando-se sobre a aplicação de análise litoestratigráfica, textural, morfoscópica, microtextural e de composição mineralógica, para identificar depósitos de inundações marinhas extremas e determinar as suas prováveis fontes sedimentares. O trabalho aqui apresentado emerge do estudo de uma variedade de locais (Salgados e Boca do Rio). Portugal; Lhok Nga-Indonésia; Voe of Scatsta e Stoneybridge-Escócia) e considera eventos de diferentes cronologias e fontes distintas (tsunami: AD 1755, 26 de dezembro de 2004 e Storegga; e a Grande Tempestade, de 11 de Janeiro de 2005) que afectaram, e deixaram registo sedimentar peculiar, áreas com diferentes ambientes sedimentares e condições oceanográficas regionais. Os métodos usados nas amostras de cada área de estudo foram: interpretação litoestratigráfica, granulometria, análise e interpretação de dados texturais; caracterização de populações sedimentares através de análise morfoscópica, caracterização microtextural de grãos de quartzo usando imagens de microscópio electrónico de varrimento e estudo das associações de minerais pesados. A costa Sul do Algarve caracteriza-se por um regime de agitação de baixa energia e é raramente afectada por tsunamis ou tempestades muito intensas. O tsunami mais devastador que afectou a costa portuguesa em tempos históricos foi o de 1 de Novembro de 1755. Vários estudos discutiram a sedimentação associada a este evento no Algarve em contextos rochosos do Barlavento (Furnas, Barranco, Martinhal e Boca do Rio) e num único caso do Sotavento (Ria Formosa). No presente trabalho descreve-se uma nova ocorrência sedimentar detectada na depressão dos Salgados (Algarve central) cuja caracterização original, enquadramento na sequência de colmatação holocénica, datação e origem se apresentam e discutem. A depressão dos Salgados localiza-se na baía entre Armação de Pêra e a ponta da Galé. Este troço costeiro contém uma praia arenosa intermédia-reflectiva com 6 km de comprimento, marginada por um cordão dunar múltiplo, vegetado (cota apical entre 3 e 17m acima do nível médio do mar), que reveste um afloramento alongado de beachrock e eolianitos holocénicos. Obtiveram-se 145 sondagens curtas (< 1.5m) e 13 “longas” (2 a 4.5m), no enchimento sedimentar da Lagoa dos Salgados. Onze amostras de lodo orgânico foram datadas por 14C e um testemunho sujeito a análise de 210Pb e 137Cs. Foi possível caracterizar 6 unidades litoestratigráficas fundamentais, acumuladas na segunda metade do Holocénico ao abrigo de uma barreira já estabelecida e contemporâneas de um nível do mar próximo do actual. As unidades denominadas A, B e a C, depositadas pós ca. 5900 BP são constituídas por areias com intercalações vasosas e vasas com intercalações arenosas, com transição lateral de fácies frequente. Estas unidades correspondem ao preenchimento da depressão em ambiente subtidal a intertidal inferior, com crescente influência marinha para o topo. As unidades D e F, com cerca de 1m de espessura, são constituídas por vasas mais ou menos arenosas. Intercalada entre as unidades D e F, e aproximadamente a 0.40m de profundidade, ocorre uma lâmina lateralmente contínua, formada essencialmente por areia média com abundantes bioclastos e intraclastos de lodo, com espessura variável entre 0.8m e alguns milímetros, diminuindo para terra. Na sua região distal o calibre da areia diminui e observou-se granulotriagem positiva nos testemunhos com maior espessura. O contacto basal é erosivo e a transição a tecto bem marcada. O depósito apresenta-se em forma de gota alongada e estende-se para terra até um máximo de aproximadamente 800m. O perfil vertical do excesso de 210Pb e 137Cs indica uma taxa de sedimentação de 2.6mm/ano nos 0.30m superficiais. A extrapolação deste valor localiza a base dos lodos a tecto da unidade E na primeira metade do século XIX e as idades radiocarbono do sedimento subjacente à unidade E sugerem ablação de espessura considerável de lodos aquando da deposição das areias. Estes resultados são consistentes com um evento raro de inundação marinha extrema e muito intensa de um espaço lagunar muito assoreado, com injecção de sedimento exótico a grande distância da linha de costa, excedendo a capacidade de transporte das correntes de maré e do galgamento por tempestade. Trata-se do único registo deste tipo de evento detectado nesta coluna sedimentar nos últimos séculos e compatível com o tsunami gerado pelo sismo de 1 de Novembro de 1755, do qual existem testemunhos documentais nesta região. Para a determinação de prováveis fontes sedimentares foram recolhidas ainda cerca de 30 amostras sedimentares de análogos actuais (i.e. praia, duna e fundos submarinos), foram ainda detectadas evidências de um possível depósito arenoso de tempestade intercalado na unidade lodosa de topo e constrangido espacialmente à zona adjacente à barra. Outra área de estudo foi a planície aluvionar de Boca do Rio (também situada no Barlavento algarvio, próximo da Praia da Salema). Nesta localização uma unidade litoestratigráfica associada ao tsunami de AD 1755 foi reconhecida anteriormente por diversos autores. A área aluvionar é constituída por uma planície de inundação supratidal que é periodicamente sujeita a inundações fluviais. Esta encontra-se separada do mar por uma barreira de cascalho e areia e por um esporão rochoso que, juntos, impedem o galgamento durante as tempestades mais frequentes. Amostras de sedimentos depositados pelo tsunami e de análogos actuais foram recolhidas nesta área e analisadas neste trabalho. Três amostras de tsunami (correspondente a um perfil normal à linha de costa) foram detalhadamente estudadas. Adicionalmente, 11 amostras de sedimentos (cinco de fundos submarinos, três de duna, uma praia e duas recolhidas na planície aluvial) também foram recuperadas e utilizadas neste trabalho para caracterizar ambientes sedimentares actuais (possíveis fontes sedimentares do tsunami). Nas ilhas Shetland (Escócia) uma lâmina arenosa intercalada em turfas tem sido comummente associada ao tsunami provocado pelo deslizamento submarino de Storegga que terá ocorrido à ca. 8000 BP. Esta unidade litoestratigráfica composta por areia média a grosseira caracteriza-se pelo contacto erosivo basal, incorporação de clastos de camadas subjacentes e pela sua granulotriagem positiva. Quatro amostras, recolhidas nesta unidade, a partir das paredes de duas trincheiras escavadas na enseada de Voe of Scatsta (Sullom Voe), separadas por menos de 50 m, e alinhadas transversalmente, foram estudadas em pormenor. Cada par de amostras estudadas contém uma amostra correspondente à base do depósito de areia e uma segunda amostra, localizada perto do contacto superior da unidade tsunamigénica. Por sua vez, Stoneybridge localiza-se na costa oeste da ilha de South Uist (arquipélago das Hebrides, Escócia). Sedimentos depositados por ondas de tempestade foram recuperados imediatamente após a denominada Grande Tempestade de 11 de janeiro de 2005. Este evento provocou extensa erosão nalgumas localizações costeiras e noutras (e.g. Stoneybridge) depositou uma contrastante e espessa camada arenosa (areia média a fina) a consideráveis distâncias da costa. Quatro amostras sedimentares deste tempestito foram analisadas neste trabalho. Lhok Nga Bay (Samatra, Indonésia) é uma praia contínua em baía, quebrada por pequenas fozes de ribeiros sazonais, que foi fortemente afectada pelo tsunami de 26 de Dezembro de 2004. As amostras utilizadas neste trabalho foram recolhidas algumas semanas após esse evento. Estas correspondem a um perfil normal à linha de costa sendo importante notar que nalgumas localizações mais do que uma amostra do sedimento tsunamigénico foi recolhida por forma a avaliar as variações verticais do depósito. Os depósitos associados ao tsunami de 2004 consistem em areias média a grosseira, acinzentada a amarelada, que exibem variações laterais e verticais de espessura e dimensão. O contacto inferior da unidade tsunamigénico é erosivo. A espessura dos depósitos de tsunami diminui para terra. O facto de o registo sedimentar de uma série significativa de eventos de inundações marinhas extremas, com morfologias e cronologias diversas, ter sido analisado permitiu a utilização e a generalização da aplicação de técnicas sedimentológicas, tais como a análise microtextural em grão de quartzo e a composição mineralógica de amostras de tsunami e tempestade, bem como, das suas prováveis fontes sedimentares. Os depósitos de tempestade e tsunami estudados constituem uma peculiaridade litoestratigráfica, um carácter arenoso, apresentando também um contacto basal abrupto ou erosivo, diminuindo de dimensão verticalmente e diminuindo de espessura horizontalmente. Os depósitos de tsunami exibem uma notável variação lateral em todas as características sedimentares e geométricas, mesmo em distâncias curtas, e todos apresentam uma estrutura interna massiva, com excepção do caso mais recente (tsunami de 26 de Dezembro de 2004 em Lhok Nga - Indonésia). Estes depósitos tsunamigénicos apresentam também uma frequente incorporação de clastos de camadas subjacentes que foram erodidos durante o processo de inundação das ondas. Os resultados obtidos a partir do estudo morfoscópico de partículas arenosas (e.g. esfericidade e forma) revelaram que nos casos das amostras dos Salgados e Boca do Rio (Portugal) e Lhok Nga (Indonésia), que estes atributos são úteis na discriminação de ambientes sedimentares e/ou no estabelecimento de material fonte que alimenta os depósitos de tsunami. Resultados da análise microtextural revelaram que esta prática é uma técnica sedimentológica complementar valiosa e que pode ser aplicada quer na discriminação de ambientes sedimentares, bem quer na identificação de depósitos de inundação marinhas extremas, especialmente se levado em consideração o contexto regional sedimentológico e geomorfológico. As superfícies dos grãos de quartzo das amostras de tsunami e tempestade analisadas revelaram uma presença mais destacada de marcas de percussão e superfícies recentes. Este resultado inovador foi detectado em todas as localizações geográficas estudadas. Determinou-se que, genericamente, a concentração de minerais pesados na fração de sedimento total diminui para topo nas camadas tsunamigénicas e nos tempestitos analisados. Num dos locais estudados (Salgados), foi possível estabelecer que o conteúdo de minerais pesados apresenta semelhanças qualitativas e quantitativas com as amostras de dunas. Em Lhok Nga (Indonésia) e Boca do Rio (Portugal), também foi possível identificar uma assinatura mineralógica específica da deposição associada ao processo de retorno das ondas de tsunami. O reconhecimento da assinatura sedimentar do mesmo evento tsunamigénico (AD 1755) e a sua contextualização estratigráfica forneceu motivos para sugerir uma escala milenar como período de retorno para eventos. No entanto, as limitações na identificação e diferenciação no registo sedimentar de evidências geológicas de inundações marinhas extremas (e.g. a preservação do depósito, a inexistência de contrastes litológicos e texturais, etc.) precisam ser superadas para que seja possível estabelecer períodos de retorno com maior assertividade. A diferenciação entre depósitos de tsunami e de tempestade foi essencialmente evidenciada pela incorporação de clastos de camadas subjacentes em depósitos tsunamigénicos enquanto se observou a sua ausência nos depósitos de tempestade analisados. Resultados globais deste trabalho sugerem que características locais geomorfológicas e sedimentares podem limitar extrapolações acríticas sobre os mecanismos de deposição (tsunami vs tempestade) de aplicação generalizada a todo o mundo. Em alguns casos analisados (Salgados e Boca do Rio) foi possível evidenciar quais os prováveis materiais fonte de cada um desses depósitos tsunamigénicos. Este trabalho demonstra ainda a utilidade de técnicas sedimentológicas tais como textura, morfoscopia, análise microtextural e composicional e contribuí para aumentar os critérios sedimentológicos a ser utilizados no reconhecimento e diferenciação de depósitos de tsunami e tempestade. Os objetivos iniciais estabelecidos para este trabalho foram alcançados: a) Unidades litoestratigráficas depositadas por inundações marinhas extremas, durante o Holocénico, foram identificadas, descritas, caracterizadas e datadas; b) As amostras foram analisadas usando uma abordagem multidisciplinar, que incluiu a caracterização e interpretações litoestratigráficas, geométricas, dimensionais, texturais, de características microtextural e composicionais, tendo sido abordadas as contrastantes escalas espaciais (que vão desde a escala do afloramento ou coluna sedimentar à microscopia de partículas individuais) para alcançar uma interpretação dos processos que controlam o transporte e deposição de sedimentos terrígenos de alta energia durante eventos extremos de inundação marinha; c) A análise microtextural foi aplicada em grãos de quartzo a fim de determinar o material fonte e/ou para identificar assinaturas específicas de inundações marinhas extremas. Esta metodologia foi testada com resultados encorajadores; d) A composição mineralógica da malha de amostragem foi utilizada, com resultados relevantes, para estabelecer os materiais fonte e/ou determinar composições específicas de amostras depositadas por inundações marinhas extremas e) Foi feita uma previsão, com base no registo sedimentar, sobre períodos de retorno para inundações tsunamigénicas para a costa do Algarve, em Portugal; f) De forma genérica, esta tese contribuiu para o desenvolvimento do conhecimento actual sobre os critérios usados para caracterizar os sedimentos depositados por eventos extremos de inundação marinha, e para aumentar a nossa capacidade de distinguir e relacionar esses depósitos com cada processo forçador (i.e. tsunamis ou tempestades).
Descrição
Tese de doutoramento, Geologia (Geologia Económica e do Ambiente), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2012
Palavras-chave
Sedimentologia Tsunamis Tempestades Minerais pesados Teses de doutoramento - 2012