Este trabalho trata da dinâmica de sistemas deposicionais eólicos costeiros, com ênfase na influência de variáveis climáticas, oceanográficas e fisiográficas sobre a evolução de campos de dunas. As variáveis controladoras da dinâmica dos sistemas eólicos costeiros incluem o regime de chuvas e ventos, a amplitude de maré, o aporte sedimentar costeiro e a fisiografia da costa. O entendimento da relação entre variáveis atuantes no sistema deposicional e os produtos sedimentares gerados é de extrema importância para a interpretação e descrição de depósitos sedimentares antigos. Além disto, o entendimento desta relação permitiria a elaboração de modelos de sistemas deposicionais com capacidade de inferência da dinâmica do sistema em termos dos seus produtos e vice-versa. Este estudo é organizado em seis capítulos. O capítulo um trata da exposição de conceitos, tais como complexidade, não-uniformidade e descontinuidade, que devem ser considerados ao se estudar sistemas deposicionais. Neste capítulo, destaca-se o controle dos processos sedimentares por variávies aleatórias. Isto sustenta o uso de abordagem probabílistica na descrição de sistemas deposicionais. O capítulo dois envolve uma breve síntese bibliográfica sobre sistemas deposicionais eólicos costeiros. O capítulo três contempla análises estatísticas de características morfométricas dos campos de dunas da costa brasileira medidas em imagens de satélite. Estas análises tiveram como objetivo a avaliação da relação entre características morfométricas dos campos de dunas e fatores climáticos, oceanográficos e fisiográficos. Tais análises revelaram que a ocorrência, o tamanho e a forma dos campos de dunas são controlados mais por fatores ligados à fisiografia da costa e ao aporte sedimentar costeiro do que por fatores climáticos (regime de ventos e chuva). O capítulo quatro envolve a simulação númerica de um modelo conceitual de sistema eólico costeiro. Experimentos de simulação permitiram avaliar a influência do aporte sedimentar costeiro, da amplitude de maré e do regime de ventos e chuvas sobre o desenvolvimento de campos de dunas e a migração da linha de costa. Os experimentos realizados evidenciaram que a sedimentação eólica e a migração da linha de costa são mais sensíveis ao aporte sedimentar costeiro do que às demais variáveis envolvidas no modelo. Isto encontra correspondência com os resultados das análises morfométricas do capítulo três. A evolução de campos de dunas costeiros pode ser influenciada pela dinâmica de migração da linha de costa. Linha de costa estável ou transgressiva favoreceria o desenvolvimento de campos de dunas enquanto que linha de costa regressiva provocaria diluição do aporte sedimentar eólico, o que seria desfavorável à manutenção e crescimento de campos de dunas. Sob certas condições, a intensificação da freqüência de ocorrência de chuvas pode estabilizar a linha de costa e facilitar o desenvolvimento de campos de dunas. Este resultado, de certo modo paradoxal, demonstra que o clima pode afetar de modo indireto a sedimentação eólica costeira. Assim, a relação entre clima e formação de dunas pode ser complexa. A influência da migração da linha de costa sobre a sedimentação eólica permite ainda analisar o desenvolvimento dos campos de dunas em termos de variações do nível relativo do mar. Nos capítulos cinco e seis são apresentados exemplos de análises de depósitos eólicos sob a óptica dos conceitos derivados dos capítulos anteriores. O capítulo 5 apresenta a análise do significado genético das sucessões de fácies eólicas das unidades Pirambóia, Botucatu, Serra Geral e Cauiá. O capítulo 6 apresenta o modo como modelos de sistemas deposicionais eólicos podem ser utilizados na caracterização das heterogeneidades de reservatórios eólicos de hidrocarbonetos. Independente dos resultados alcançados, esta tese procurou demonstrar que para uma melhor compreensão do registro sedimentar é necessário o estudo do funcionamento dos sistemas deposicionais. O entendimento da dinâmica de sistemas deposicionais permite modos mais 2 precisos e dedutivos de descrição e interpretação dos depósitos sedimentares. Algumas conclusões, tais como a influência indireta do clima sobre a sedimentação eólica (através da migração da linha de costa), destoam do senso comum, cujo conhecimento advém de observações de curto intervalo de tempo em sistemas deposicionais ativos. Neste contexto, a simulação coloca-se como ótima ferramenta para o estudo de sistemas deposicionais, pois permite análises que contemplam o longo intervalo de tempo envolvido na evolução dos sistemas deposicionais. / This study deals with the relation between coastal eolian system dynamics and variables acting on the coastal zone. These variables include rain and wind regime, tidal range, coastal physiography and sedimentary supply. The knowledge of the relation between variables responsible for eolian system dynamics and their products is of large importance for the interpretation and description of ancient eolian sediments. Furthermore, the understanding of coastal eolian system dynamics would allow the construction of depositional system models with general and deductive character. This work is divided in six chapters. Chapter one shows the concepts of complexity, non-uniformity and discontinuity which may be considered in the study of depositional systems. The main point of this chapter is the random behavior of sedimentary processes which supports a probabilistic model for depositional systems. Chapter two presents a brief revision of eolian depositional systems. Chapter three comprises statistical analyzes of geographic distribution and morphometric properties of Quaternary dunefields of the Brazilian coast. These analyzes were based on satellite images data and the main objective was to verify the influence of tidal range, coastal phisiography, wind and rain regime and coastal sedimentary supply on the development and morphology of dunefields. An important conclusion is that the development, size and morphology of dunefields are more associated with coastal phisiography and sedimentary supply than with climatic factors. Chapter four presents the simulation of a conceptual coastal eolian system model. Simulations allow to analyze the eolian system dynamics with a more analytical approach. The simulations showed that dunefield growth and coastline migration are more sensitive to coastal sedimentary supply than to other variables, like wind velocity and frequency of rain occurrence. This is in agreement with conclusions derived from analyzes of morphometric properties and geographic distribution of dunefields (chapter three). The coastline behavior may be very important to dunefield evolution. Stable or transgressive coastline favor the sand supply to the dunefield while regressive coastline dilutes the eolian sand supply. Therefore, dunefield maintenance and growth are favored by transgressive or stable coastline. The increasing of rain frequency can induce coastline stability under some conditions. Thus, there is a complex relation between climate and coastal eolian sedimentation. Chapters five and six present examples of how the concepts about dunefields dynamics, derived from chapters three and four, can be used to interpret ancient eolian deposits and to understanding the heterogeneities of eolian hydrocarbon reservoirs. This work attempts to demonstrate that for better comprehension of the sedimentary record it is necessary to study how depositional systems behave. The understanding of depositional system dynamics permits a more deductive description and interpretation of the sedimentary record. The relation between climate and coastal dunefield growth disagree with conclusions from common sense whose knowledge is provided by short time observations of active depositional systems. In this context, simulation is a powerful tool to study depositional systems since it allows to analyze depositional systems behavior in their real and long time span.

Este trabalho trata da dinâmica de sistemas deposicionais eólicos costeiros, com ênfase na influência de variáveis climáticas, oceanográficas e fisiográficas sobre a evolução de campos de dunas. As variáveis controladoras da dinâmica dos sistemas eólicos costeiros incluem o regime de chuvas e ventos, a amplitude de maré, o aporte sedimentar costeiro e a fisiografia da costa. O entendimento da relação entre variáveis atuantes no sistema deposicional e os produtos sedimentares gerados é de extrema importância para a interpretação e descrição de depósitos sedimentares antigos. Além disto, o entendimento desta relação permitiria a elaboração de modelos de sistemas deposicionais com capacidade de inferência da dinâmica do sistema em termos dos seus produtos e vice-versa. Este estudo é organizado em seis capítulos. O capítulo um trata da exposição de conceitos, tais como complexidade, não-uniformidade e descontinuidade, que devem ser considerados ao se estudar sistemas deposicionais. Neste capítulo, destaca-se o controle dos processos sedimentares por variávies aleatórias. Isto sustenta o uso de abordagem probabílistica na descrição de sistemas deposicionais. O capítulo dois envolve uma breve síntese bibliográfica sobre sistemas deposicionais eólicos costeiros. O capítulo três contempla análises estatísticas de características morfométricas dos campos de dunas da costa brasileira medidas em imagens de satélite. Estas análises tiveram como objetivo a avaliação da relação entre características morfométricas dos campos de dunas e fatores climáticos, oceanográficos e fisiográficos. Tais análises revelaram que a ocorrência, o tamanho e a forma dos campos de dunas são controlados mais por fatores ligados à fisiografia da costa e ao aporte sedimentar costeiro do que por fatores climáticos (regime de ventos e chuva). O capítulo quatro envolve a simulação númerica de um modelo conceitual de sistema eólico costeiro. Experimentos de simulação permitiram avaliar a influência do aporte sedimentar costeiro, da amplitude de maré e do regime de ventos e chuvas sobre o desenvolvimento de campos de dunas e a migração da linha de costa. Os experimentos realizados evidenciaram que a sedimentação eólica e a migração da linha de costa são mais sensíveis ao aporte sedimentar costeiro do que às demais variáveis envolvidas no modelo. Isto encontra correspondência com os resultados das análises morfométricas do capítulo três. A evolução de campos de dunas costeiros pode ser influenciada pela dinâmica de migração da linha de costa. Linha de costa estável ou transgressiva favoreceria o desenvolvimento de campos de dunas enquanto que linha de costa regressiva provocaria diluição do aporte sedimentar eólico, o que seria desfavorável à manutenção e crescimento de campos de dunas. Sob certas condições, a intensificação da freqüência de ocorrência de chuvas pode estabilizar a linha de costa e facilitar o desenvolvimento de campos de dunas. Este resultado, de certo modo paradoxal, demonstra que o clima pode afetar de modo indireto a sedimentação eólica costeira. Assim, a relação entre clima e formação de dunas pode ser complexa. A influência da migração da linha de costa sobre a sedimentação eólica permite ainda analisar o desenvolvimento dos campos de dunas em termos de variações do nível relativo do mar. Nos capítulos cinco e seis são apresentados exemplos de análises de depósitos eólicos sob a óptica dos conceitos derivados dos capítulos anteriores. O capítulo 5 apresenta a análise do significado genético das sucessões de fácies eólicas das unidades Pirambóia, Botucatu, Serra Geral e Cauiá. O capítulo 6 apresenta o modo como modelos de sistemas deposicionais eólicos podem ser utilizados na caracterização das heterogeneidades de reservatórios eólicos de hidrocarbonetos. Independente dos resultados alcançados, esta tese procurou demonstrar que para uma melhor compreensão do registro sedimentar é necessário o estudo do funcionamento dos sistemas deposicionais. O entendimento da dinâmica de sistemas deposicionais permite modos mais 2 precisos e dedutivos de descrição e interpretação dos depósitos sedimentares. Algumas conclusões, tais como a influência indireta do clima sobre a sedimentação eólica (através da migração da linha de costa), destoam do senso comum, cujo conhecimento advém de observações de curto intervalo de tempo em sistemas deposicionais ativos. Neste contexto, a simulação coloca-se como ótima ferramenta para o estudo de sistemas deposicionais, pois permite análises que contemplam o longo intervalo de tempo envolvido na evolução dos sistemas deposicionais. / This study deals with the relation between coastal eolian system dynamics and variables acting on the coastal zone. These variables include rain and wind regime, tidal range, coastal physiography and sedimentary supply. The knowledge of the relation between variables responsible for eolian system dynamics and their products is of large importance for the interpretation and description of ancient eolian sediments. Furthermore, the understanding of coastal eolian system dynamics would allow the construction of depositional system models with general and deductive character. This work is divided in six chapters. Chapter one shows the concepts of complexity, non-uniformity and discontinuity which may be considered in the study of depositional systems. The main point of this chapter is the random behavior of sedimentary processes which supports a probabilistic model for depositional systems. Chapter two presents a brief revision of eolian depositional systems. Chapter three comprises statistical analyzes of geographic distribution and morphometric properties of Quaternary dunefields of the Brazilian coast. These analyzes were based on satellite images data and the main objective was to verify the influence of tidal range, coastal phisiography, wind and rain regime and coastal sedimentary supply on the development and morphology of dunefields. An important conclusion is that the development, size and morphology of dunefields are more associated with coastal phisiography and sedimentary supply than with climatic factors. Chapter four presents the simulation of a conceptual coastal eolian system model. Simulations allow to analyze the eolian system dynamics with a more analytical approach. The simulations showed that dunefield growth and coastline migration are more sensitive to coastal sedimentary supply than to other variables, like wind velocity and frequency of rain occurrence. This is in agreement with conclusions derived from analyzes of morphometric properties and geographic distribution of dunefields (chapter three). The coastline behavior may be very important to dunefield evolution. Stable or transgressive coastline favor the sand supply to the dunefield while regressive coastline dilutes the eolian sand supply. Therefore, dunefield maintenance and growth are favored by transgressive or stable coastline. The increasing of rain frequency can induce coastline stability under some conditions. Thus, there is a complex relation between climate and coastal eolian sedimentation. Chapters five and six present examples of how the concepts about dunefields dynamics, derived from chapters three and four, can be used to interpret ancient eolian deposits and to understanding the heterogeneities of eolian hydrocarbon reservoirs. This work attempts to demonstrate that for better comprehension of the sedimentary record it is necessary to study how depositional systems behave. The understanding of depositional system dynamics permits a more deductive description and interpretation of the sedimentary record. The relation between climate and coastal dunefield growth disagree with conclusions from common sense whose knowledge is provided by short time observations of active depositional systems. In this context, simulation is a powerful tool to study depositional systems since it allows to analyze depositional systems behavior in their real and long time span.

Dentro da região litorânea central do Estado de Santa Catarina, compreendida entre as praias do Ouvidor e dos Ingleses, foram delimitadase estudadas cinco áreas que abrigam tanto campos de dunas ativos quanto estabilizados. Com base em dados meteorológicos obtidos de 1962 a 2010, como registros diários de precipitação e deintensidade e rumo de vento, inferiu-se que a tendência de estabilização recente, observada nos campos de dunas atuais por comparação de fotografias aéreas de diferentes datas, resulta da combinação de aumento da precipitação com redução da intensidade do vento. Este dois fatores inibem o transporte eólico de sedimentos para o campo de dunas, seja pelo efeito de aumento de coesão da areia exercido pela umidade seja pelo favorecimento da colonização vegetal nas zonas de deflação. Persistentes nas últimas três décadas, estes fatores têm reduzido gradualmente as áreas deareia expostas ao retrabalhamento eólico, o que diminui cada vez mais a deriva eólica efetiva, culminando na fixação dos campos de dunas. Os depósitos sedimentares de dunas e paleodunas eólicas foram agrupados, por critérios morfológicos, estratigráficos, granulométricos e mineralógicos, em quatro gerações (G1 a G4), correlatas às reconhecidas previamente na literatura. A geração mais antiga (G1) possui, todavia, distribuição de idades mais ampla do que se pensava, podendo portanto, por critérios geocronológicos, vir a ser subdividida. Os resultados sedimentológicos apontam para tendências de engrossamento, melhora de seleção granulométrica e assimetria mais positiva, da geração mais antiga para a mais nova, o que é atribuído a influência de sucessiva reciclagem de sedimentos entre as gerações, sem descartar o efeito, em paralelo, de mudanças de energia e/ou morfodinâmica costeira. As idades obtidas para as gerações antigas pelo método da luminescência opticamente estimulada (LOE) permitem observar certa coincidência com contextos de linha de costa estável e de clima em transição de menos úmido para mais úmido. A relação observada entre as idades LOE obtidas e as curvas de variação do nível relativo do mar (NRM) e de paleopluviosidade, associadas ao modelo de estabilização de dunas recentes por aumento de umidade e queda de energia eólica, permite sugerir que a iniciação dos campos de dunas costeiros da região, em suas diferentes gerações, seja favorecida por situações de NRM estável e/ou em inversão de tendência, e por clima menos úmido e mais ventoso. A estabilização dos campos de dunas, em contrapartida, seria favorecida pela subida de NRM, pelo aumento da chuva e pela diminuição da intensidade dos ventos. Do ponto de vista do controle climático, a condição de iniciação de campos de dunas mencionadacoincidiria com momentos de enfraquecimento do Sistema de Monções da América doSul (SMAS), correlatos a períodos mais quentes no hemisfério norte. E a condição favorávelà estabilização de campos de dunas ocorreria nos momentos de intensificação do SMAS, correlatos a períodos mais frios no hemisfério norte. / This master dissertation refers to five areas withactive and stabilized eolian dune fields in the central coast of the Santa Catarina State, southernBrazil. In this region, a recent tendency to stabilization of active dune fields is inferred from the comparison between aerial photographs of different years. Meteorological data obtained between 1962 and 2010, including daily records of rainfall, wind intensity and wind direction, indicate increasing precipitation and weakening wind to this period. The combination of these two factors inhibits the eolian sediment transport to the dune field, as effect of increasing sand cohesion by wetting and vegetal colonization in deflation zones. Being persistent in the last three decades, these factorshave reduced gradually the sand areas exposed to eolian reworking and decreased more and more the effective eolian drift, culminating in the stabilization of dune fields. The sedimentary deposits of eolian dunes and paleodunes were grouped, by morphological, stratigraphic, granulometric and mineralogical criteria in four generations (G1 to G4), analogous to that previously recognized in the literature. The older generation (G1) has a wider age distribution than previously thought and can be subdivided regarding the geochronological aspect. The grain-size analysis data indicate trends of sediment coarsening, better sorting and more positive skewness, from the older to the younger generation,what is attributed to the influence of successive reworking of sediments between generations, withoutdiscarding the effect of changes in the transport energy and/or beach morphodynamics. The ages of the three older generations obtained by optically stimulated luminescence (OSL) method show coincidence with contexts of stable coastline and with climate in transition from less to more wet. The observed relationship between the OSL ages andthe relative sea level (RSL) and paleoprecipitation curves, besides the model of recent dune stabilization by the wet increasing and wind energy decreasing, allow us to suggest that the initiation of the dune fields in their different generations, in this coastal region, can be favoredby moments of stable and / or in reversal trend RSL, as well by less humid and more windy weather. In other hand, the stabilization of the dune fields would be favored by higher RSL, increasing rain and decreasing wind intensity. From the perspective of climate control, the mentioned condition to initiation of dune fields agree with moments of weakening of the South America Summer Monsoon System (SASM), related to warmer periods in the northern hemisphere. Analogously, the favorablecondition for the stabilization of dune fields would coincide with moments of intensification of the SASM, related to colder periods in the northern hemisphere.

Dentro da região litorânea central do Estado de Santa Catarina, compreendida entre as praias do Ouvidor e dos Ingleses, foram delimitadase estudadas cinco áreas que abrigam tanto campos de dunas ativos quanto estabilizados. Com base em dados meteorológicos obtidos de 1962 a 2010, como registros diários de precipitação e deintensidade e rumo de vento, inferiu-se que a tendência de estabilização recente, observada nos campos de dunas atuais por comparação de fotografias aéreas de diferentes datas, resulta da combinação de aumento da precipitação com redução da intensidade do vento. Este dois fatores inibem o transporte eólico de sedimentos para o campo de dunas, seja pelo efeito de aumento de coesão da areia exercido pela umidade seja pelo favorecimento da colonização vegetal nas zonas de deflação. Persistentes nas últimas três décadas, estes fatores têm reduzido gradualmente as áreas deareia expostas ao retrabalhamento eólico, o que diminui cada vez mais a deriva eólica efetiva, culminando na fixação dos campos de dunas. Os depósitos sedimentares de dunas e paleodunas eólicas foram agrupados, por critérios morfológicos, estratigráficos, granulométricos e mineralógicos, em quatro gerações (G1 a G4), correlatas às reconhecidas previamente na literatura. A geração mais antiga (G1) possui, todavia, distribuição de idades mais ampla do que se pensava, podendo portanto, por critérios geocronológicos, vir a ser subdividida. Os resultados sedimentológicos apontam para tendências de engrossamento, melhora de seleção granulométrica e assimetria mais positiva, da geração mais antiga para a mais nova, o que é atribuído a influência de sucessiva reciclagem de sedimentos entre as gerações, sem descartar o efeito, em paralelo, de mudanças de energia e/ou morfodinâmica costeira. As idades obtidas para as gerações antigas pelo método da luminescência opticamente estimulada (LOE) permitem observar certa coincidência com contextos de linha de costa estável e de clima em transição de menos úmido para mais úmido. A relação observada entre as idades LOE obtidas e as curvas de variação do nível relativo do mar (NRM) e de paleopluviosidade, associadas ao modelo de estabilização de dunas recentes por aumento de umidade e queda de energia eólica, permite sugerir que a iniciação dos campos de dunas costeiros da região, em suas diferentes gerações, seja favorecida por situações de NRM estável e/ou em inversão de tendência, e por clima menos úmido e mais ventoso. A estabilização dos campos de dunas, em contrapartida, seria favorecida pela subida de NRM, pelo aumento da chuva e pela diminuição da intensidade dos ventos. Do ponto de vista do controle climático, a condição de iniciação de campos de dunas mencionadacoincidiria com momentos de enfraquecimento do Sistema de Monções da América doSul (SMAS), correlatos a períodos mais quentes no hemisfério norte. E a condição favorávelà estabilização de campos de dunas ocorreria nos momentos de intensificação do SMAS, correlatos a períodos mais frios no hemisfério norte. / This master dissertation refers to five areas withactive and stabilized eolian dune fields in the central coast of the Santa Catarina State, southernBrazil. In this region, a recent tendency to stabilization of active dune fields is inferred from the comparison between aerial photographs of different years. Meteorological data obtained between 1962 and 2010, including daily records of rainfall, wind intensity and wind direction, indicate increasing precipitation and weakening wind to this period. The combination of these two factors inhibits the eolian sediment transport to the dune field, as effect of increasing sand cohesion by wetting and vegetal colonization in deflation zones. Being persistent in the last three decades, these factorshave reduced gradually the sand areas exposed to eolian reworking and decreased more and more the effective eolian drift, culminating in the stabilization of dune fields. The sedimentary deposits of eolian dunes and paleodunes were grouped, by morphological, stratigraphic, granulometric and mineralogical criteria in four generations (G1 to G4), analogous to that previously recognized in the literature. The older generation (G1) has a wider age distribution than previously thought and can be subdivided regarding the geochronological aspect. The grain-size analysis data indicate trends of sediment coarsening, better sorting and more positive skewness, from the older to the younger generation,what is attributed to the influence of successive reworking of sediments between generations, withoutdiscarding the effect of changes in the transport energy and/or beach morphodynamics. The ages of the three older generations obtained by optically stimulated luminescence (OSL) method show coincidence with contexts of stable coastline and with climate in transition from less to more wet. The observed relationship between the OSL ages andthe relative sea level (RSL) and paleoprecipitation curves, besides the model of recent dune stabilization by the wet increasing and wind energy decreasing, allow us to suggest that the initiation of the dune fields in their different generations, in this coastal region, can be favoredby moments of stable and / or in reversal trend RSL, as well by less humid and more windy weather. In other hand, the stabilization of the dune fields would be favored by higher RSL, increasing rain and decreasing wind intensity. From the perspective of climate control, the mentioned condition to initiation of dune fields agree with moments of weakening of the South America Summer Monsoon System (SASM), related to warmer periods in the northern hemisphere. Analogously, the favorablecondition for the stabilization of dune fields would coincide with moments of intensification of the SASM, related to colder periods in the northern hemisphere.