Vieira, Gonçalo Brito Guapo TelesPina, Pedro Miguel Berardo DuarteBatista, Daniel Luis Giestal2024-12-202024-12-202024-12-04http://hdl.handle.net/10400.5/96568Pingo Canadian Landmark (PCL) is a 16.6 km2 protected coastal area located in the southwest region of Tuktoyaktuk Peninsula (Northwest Territories, Canada). PCL presents great geomorphological significance, containing characteristic permafrost landforms, such as pingos and tundra polygons. The scientific value of PCL gains even more relevance in a context of climate change, which is known to have particularly strong impacts on the Arctic (Cohen et al., 2014; Davy et al., 2018; Screen & Simmonds, 2010; Stjern et al., 2019). Much scientific evidence points to the increasing magnitude of coastal erosion and permafrost degradation, linked to higher air and sea temperatures, and marine storms, which may put the unique landforms of PCL at risk (Holland et al., 2023; Irrgang et al., 2018; Karjalainen et al., 2020; Lim et al., 2020a; Lim et al., 2020b; O’Rourke, 2017; Parker, 2021; Vermaire et al., 2013). The focus of this dissertation is to present a very detailed analysis of the landscape of PCL, supported by high quality remote sensing data. This analysis primarily includes: a Geomorphological Map, based on an ultra-high resolution (10 cm) optical orthomosaic and Digital Surface Model, captured in July 2019 using Unmanned Aerial Vehicles; and a supervised classification Landcover Map, based on very-high resolution (46 cm) WorldView-2 satellite imagery from 2017. The combined interpretation of these results permitted the identification of homogeneous sectors in terms of geomorphology and vegetation within PCL (geoecological units). Additionally, historic data (archived aerial photographs from 1950 to 2004) are interpreted to identify general trends of coastal erosion in the study area, and areas with direct anthropogenic impacts on PCL’s landscape are pointed out. The selected methodologies allowed to develop an unprecedentedly detailed and multifaceted diagnosis of PCL’s landscape. Also, hopefully this study will aid in the management of PCL and the conservation of its geoheritage.Pingo Canadian Landmark (PCL) é uma área costeira protegida com 16,6 km2 , gerida pelo Parks Canada, em conjunto com o Inuvialuit Land Administration e o povo de Tuktoyaktuk (uma aldeia localizada cerca de 5 km a nordeste da área protegida). PCL insere-se nos Territórios do Noroeste (Canadá), mais precisamente na região sudoeste da Península de Tuktoyaktuk, junto ao delta do Rio Mackenzie. Esta é a região do mundo com maior concentração de pingos (Mackay, 1979, 1998). Os pingos são formas de relevo periglaciais que correspondem a sobrelevações do terreno com núcleos de gelo no seu interior, tipicamente associadas a áreas de permafrost contínuo. O termo “periglacial” refere-se a ambientes frios, mas não glaciares, normalmente localizados na periferia das regiões glaciares. Resumidamente, pode-se dizer que nestes ambientes, a congelação e o degelo do solo, bem como os processos de ação do gelo, são as dinâmicas geomorfológicas dominantes que controlam a paisagem. Quanto ao termo “permafrost” (ou pergelissolo), pode ser genericamente definido como sendo solo que permanece congelado durante um período mínimo de 2 anos. Além dos pingos, outra forma de relevo periglacial também característico da paisagem de PCL são as extensas redes de polígonos de tundra. Estes têm origem na contração térmica do solo, provocada pelas contínuas baixas temperaturas que caracterizam as regiões polares. Essa contração resulta na formação de fendas no solo, que depois acabam por ser preenchidas durante os meses menos frios do ano por água no estado líquido precipitada. Esta água congela quando as temperaturas baixam novamente (formando o que normalmente é chamado de “cunha de gelo”), resultando no alargamento da fenda. Por sua vez, o alargamento da fenda traduz-se num aumento da sua capacidade de albergar água líquida durante as estações menos frias, sendo que esse maior volume de água irá depois congelar, resultando num processo cíclico de progressivo crescimento das cunhas de gelo ano após ano (French, 2007; Williams & Smith, 1989). PCL apresenta um grande interesse ao nível geomorfológico, uma vez que as suas formas de relevo existem apenas em ambientes de permafrost e sob condições bastante específicas. Aliada ao seu valor científico, a paisagem de PCL é também de grande importância cultural para o povo Inuvialuit. Por exemplo, ainda hoje os pingos desempenham um papel prático na vida dos Inuvialuit, fornecendo pontos de vista estratégicos para a caça, ou funcionando como referências para a orientação ou navegação (Inuvialuit Regional Corporation, 2011, 2020). O valor científico, e cultural, associado a esta área de estudo ganha ainda mais relevância num contexto de alterações climáticas, que se sabe terem um impacto particularmente forte no Ártico (Cohen et al., 2014; Davy et al., 2018; Screen & Simmonds, 2010; Stjern et al., 2019). Muitas evidências científicas apontam para um aumento na frequência e magnitude dos fenómenos de erosão costeira e degradação do permafrost no Ártico, ligados ao aumento das temperaturas do ar e do mar, e ao aumento das tempestades marinhas e costeiras, que podem colocar os pingos e outras formas de relevo de PCL em risco (Holland et al., 2023; Irrgang et al., 2018; Karjalainen et al., 2020; Lim et al., 2020a; Lim et al., 2020b; O’Rourke, 2017; Parker, 2021; Vermaire et al., 2013). O foco principal desta dissertação é apresentar uma análise muito detalhada da paisagem recente de PCL, apoiada em dados de deteção remota de muito elevada resolução. Esta inovadora e abrangente avaliação da paisagem traduz-se principalmente nos seguintes dois objectivos: (i) Criar um Mapa Geomorfológico preciso, com base num ortomosaico ótico de ultra-alta resolução (10 cm) e num Modelo Digital de Superfície (MDS), captado no terreno em julho de 2019 por uma equipa composta por elementos do Centro de Estudo Geográficos (CEG) e Instituto de Geografia e Ordenamento do Território da Universidade de Lisboa (IGOT), bem como do Geological Survey of Canada (GSC), utilizando drones, ou veículos aéreos não tripulados (VANTs). Este mapa é composto por vinte classes e subclasses, todas elas digitadas manualmente por fotointerpretação, e cujas designações traduzidas podem ser as seguintes (subclasses em itálico): “Pingos”; “Crateras dos Cumes dos Pingos e Fendas de Dilatação dos Pingos”; “Erosão Superficial em Pingos”; “Polígonos de Tundra”; “Lagos e Charcos”; “Acumulações de Madeira”; “Antigas Bacias de Lago”; “Bacias de Lago Inundáveis”; “Grandes Lagos e Charcos Isolados”; “Pantanais”; “Pantanais com Lagos e Charcos”; “Pantanais Secos”; “Pantanais Secos com Pequenos Lagos e Charcos”; “Colinas de Gelo”; “Areia”; “Arribas Costeiras e Vertentes em Recuo devido ao Degelo”; Planícies de Tundra”; “Passadiço para Turistas”; “Linhas Sísmicas (Associadas à Exploração do Petróleo)”; e “Rastos de Viaturas”. De entre estas classes e subclasses, verificou-se que as três com maior representatividade em PCL foram as “Planícies de Tundra” (correspondendo a 24,03% da área de estudo), “Polígonos de Tundra” (21,27%) e “Bacias de Lago Inundáveis” (11,59%). Já as classes e subclasses com menor representação foram “Crateras dos Cumes dos Pingos e Fendas de Dilatação dos Pingos” e “Erosão Superficial em Pingos” (cada uma com 0,19%), “Linhas Sísmicas (Associadas à Exploração do Petróleo)” (0,09%), e “Passadiço para Turistas” (0,01%). (ii) Criar um Mapa de Cobertura do Solo, através de uma classificação supervisionada aplicada a uma imagem captada pelo satélite comercial WorldView-2, de muito-alta resolução (1,84 m - 8 bandas multiespectrais, 46 cm - pancromática), e de 2017. Este mapa é composto por nove classes, cujas designações traduzidas podem ser as seguintes: “Vegetação Alta de Tundra”; “Vegetação Baixa de Tundra”; “Tundra Seca”; “Tundra Inundada”; “Solo Exposto”; “Areia”; “Areia Húmida e Lama”; “Acumulações de Madeira”; e “Estruturas Antrópicas”. De entre elas, as três com maior presença em PCL são “Vegetação Baixa de Tundra” (correspondendo a 23,3% da área de estudo), “Vegetação Alta de Tundra” (18,42%), e “Tundra Seca” (10,58%). As que revelaram ter menor presença são “Areia Húmida e Lama” (1,86%), “Estruturas Antrópicas” (1,3%) e “Areia” (0,85%). Convém também indicar que foi efetuada uma análise de desempenho da classificação supervisionada, nomeadamente através do cálculo da respetiva Matriz de Confusão, com uma Exatidão Média (Overall Accuracy) elevada, de 94,35%. A interpretação combinada dos resultados anteriormente mencionados permitiu identificar cinco setores homogéneos em termos de vegetação e geomorfologia para PCL, designadas por unidades geoecológicas, podendo elas ter as seguintes traduções: “Pingos” (que abrange 1,99% da área de estudo, sendo a menos representativa); “Tundra Elevada” (24,35%, sendo a mais representativa); “Tundra Baixa” (21,79%); “Tundra Inundada” (12,76%); e “Tundra Costeira” (17,43%). Além disto, fotografias aéreas arquivadas que abrangem um intervalo temporal de 67 anos (pertencendo aos anos 1950, 1967, 1972, 1985, 2000 e 2004) foram interpretadas, incluindo a digitação da linha da costa em PCL para cada uma delas, e comparadas com a imagem WorldView-2 de 2017 (para a qual também foi digitada a linha de costa em PCL), com o intuito de identificar tendências gerais de erosão costeira na área de estudo ao longo desse período. Ainda, foram apontadas áreas dentro de PCL onde os impactos antrópicos diretos na paisagem são notórios, sendo que estes impactos estão predominantemente associados à circulação de veículos motorizados dentro dos limites de PCL, uma atividade que oficialmente está proibida nesta área protegida precisamente por razões de conservação da natureza. Em suma, as metodologias selecionadas permitiram desenvolver um diagnóstico inédito, detalhado e multifacetado da paisagem de PCL do ponto de vista geoecológico. Além disso, espera-se que os resultados e conclusões alcançados ajudem na gestão do parque e na preservação do seu geopatrimónio.engDeteção RemotaCartografia de PrecisãoGeomorfologia de TundraGeoecologia de TundraPingosmaster thesis203770420