A faixa urbanizada da orla na costa sul – oriental e leste do Estado do Rio de Janeiro sofre constantemente com a destruição de calçadões, ruas, muros e casas em eventos oceanográficos extremos. Essas construções, na maior parte dos casos estão localizadas muito próximas ao limite com a praia, dentro da faixa de não edificação prevista no Projeto Orla do Ministério do Meio Ambiente. A região apresenta forte crescimento populacional com principais atividades econômicas associadas à exploração de petróleo nas cidades de Macaé e Rio das Ostras, ao turismo da Região dos Lagos, além do centro urbano de Niterói já consolidado. A identificação de jazidas de material semelhante ao original para recuperação de praias como opção de mitigação, representa uma alternativa para manter a função de proteção exercida pelas mesmas e de seu uso para o lazer. Nesse sentido, este estudo tem como objetivo analisar a compatibilidade de sedimentos superficiais da plataforma continental interna com as areias de praias urbanas, situadas entre as cidades de Niterói e Macaé – RJ, através da comparação de parâmetros estatísticos da distribuição granulométrica das areias desses dois ambientes. Para a caracterização sedimentar das praias alvo, foram coletadas amostras da face praial de 16 praias situadas nos principais núcleos urbanos deste segmento do litoral fluminense. Os dados granulométricos dos sedimentos superficiais da antepraia e plataforma continental interna entre Niterói e Macaé são secundários, de campanhas oceanográficas pretéritas. Tais dados foram filtrados e digitalizados, somando um total de aproximadamente 1200 pontos de coleta que vão desde a barra leste da Baia da Guanabara até a Restinga de Jurubatiba. Onze áreas granulometricamente compatível com as diferentes praias da região de estudo foram identificadas próximo à isóbata de -20 m ao largo da costa de Niterói e Maricá, de Cabo Frio e Búzios e entre Rio das Ostras e Macaé, representando potenciais estoques de sedimento para utilização em projetos de recuperação dessas praias. / The urbanized coastline of east and south-east littoral of the state of Rio de Janeiro suffers constantly with the destruction of houses, walls and streets in extreme oceanographic events. These constructions, in most cases are located very close to the limit with the beach, inside of the range of no building suggest by Projeto Orla – Ministry of Environment. This region has strong population growth with major economic activities associated with oil exploration in the city of Macae and Rio das Ostras, industry of tourism in Lakes Region and the urban center of Niteroi already consolidated. The identification of sand deposits with similar granulometric characteristics to the native material to nourishment project as a mitigation option, represented an alternative to maintain the protective function of the beach and use for recreation. The objective of this study is analyze the compatibility of surface sediments of the inner continental shelf and sands of urban beaches, located between the cities of Niteroi and Macae – RJ, through of comparison the statistical parameters of size distribution of the sands of these two environments. For the characterization of sedimentary beaches were sampled from the beach face of 16 beaches located in the major urban centers of this segment of the coastline of Rio de Janeiro’s state. The granulometric data of surface sediments of the inner continental shelf between Niteroi an Macae are secondary from preterits oceanographic campaigns. These datas were filtered and digitized with a total of approximately 1200 collection points ranging from east bar of Guanabara Bay to the Restinga de Jurubatiba. Eleven areas granulometrically compatible with the different beaches were identified near the -20 meters isobaths near the coast of Niteroi and Marica, Cabo Frio and Buzios and between Rio das Ostras and Macae, representing a potential borrow areas for use in nourishment projects in this region.

Esta Tese tem como objetivo a análise da morfodinâmica da praia de Moçambique, em particular, do papel da orientação da linha de costa na influência da dinâmica dos sistemas praia-duna. A exposição da costa em relação às ondas e aos ventos exerce uma importante influência nas variações locais na altura e direção das ondas, tamanho de grão, aporte de sedimentos, transporte eólico de sedimentos, interações praia-duna e desenvolvimento da barreira costeira holocênica onde se insere a praia de Moçambique. Em uma praia de enseada com acentuada curvatura, esta influência pode ser ainda mais evidente. A praia de Moçambique, localizada na Ilha de Santa Catarina, apresenta variações ao longo de sua extensão no grau de exposição aos ventos e às ondas prevalescentes, no tipo e dimensão dos sistemas de dunas, no tipo morfodinâmico de praia, tamanho de grão e na cobertura e diversidade da vegetação. Assim, esta praia é um excelente local para a análise de qual o fator (ou combinação de fatores) é o mais importante no controle do desenvolvimento da barreira, e também para o teste de modelos existentes na literatura de interações praia-duna. O registro das ondas da região foi analisado, sendo determinado que as ondas de S-SE predominam e produzem uma deriva litorânea em direção ao norte, com um transporte máximo de sedimentos no extremo norte da praia. Perfis topográficos da praia e da duna frontal foram monitorados durante um ano e estes mostram que o volume de sedimentos transportados pelo vento aumenta do sul para o norte do embaiamento. A cobertura e a diversidade da vegetação variam ao longo da costa e estão relacionadas com a mobilidade da praia, aporte de sedimentos e energia dos ventos. Os volumes de sedimentos da barreira arenosa Holocênica foram estimados e estes aumentam em direção ao norte. A porção norte da praia de Moçambique é mais exposta à ação das ondas e dos ventos prevalescentes, os quais são transversais à esta porção da costa, favorecendo o desenvolvimento do campo de dunas. Entretanto, a porção sul da praia é abrigada e o transporte de sedimentos e o desenvolvimento da duna frontal são reduzidos. Estes diversos processos foram comparados com modelos prévios de interações praia-duna e integrados em um novo modelo conceitual. Este modelo foi extendido e testado em praias localizadas ao sul da Ilha de Santa Catarina, onde os campos de dunas transgressivas migram em sentido oposto aos campos de dunas da Ilha. De maneira geral, as conclusões indicam que os processos da praia e da zona de surfe potencialmente transportam os sedimentos para a praia e para a duna frontal, mas a ação eólica resultante, controlada pela orientação da linha de costa, é determinante do transporte de sedimentos da praia para a duna e no desenvolvimento e evolução de campos de dunas transgressivas. / This thesis examines the morphodynamics of Moçambique beach, and in particular, the role of coastline orientation in influencing the dynamics and evolution of the beach and dune systems. Coastline exposure in relation to winds and waves is important in influencing local variations in wave height and direction, grain size, sediment supply, aeolian sand transport, beach-dune interactions, and barrier development. On a headland bay beach with accentuated curvature, this influence can be very pronounced. Moçambique beach, located on Santa Catarina Island, has longshore variations in its exposure to the prevailing winds and waves, type and dimensions of the dune systems, beach/surfzone morphodynamic type, grain size, vegetation cover and diversity. Therefore, it is an excellent place to analyze which factor (or group of factors) is the most important in controlling or influencing the barrier development. It is also an excellent site to test current models of beach-dune interactions. The wave record for the region was analyzed and S-SE waves predominate, and drive a northward littoral drift system, with maximum sediment transport to the northern end of the beach. Beach and foredune topographic profiles were surveyed over one year and show that the volume of aeolian sediment supply increases from south to north. The vegetation cover and richness varies alongshore and is related to beach mobility, sediment supply and wind energy. Holocene barrier volumes were estimated and increase to the north. The northern part of Moçambique beach is most exposed and the prevailing winds and waves are onshore, favoring dunefield development. The southern portion of the embayment is sheltered and the sediment transport and foredune development are therefore reduced. The various processes were compared with previous models of beach-dune interaction and integrated into a new conceptual model. The model was extended to, and further tested on the beaches located southwards of Santa Catarina Island, where transgressive dunefields migrate in an opposite direction of those on the Island. Overall, the conclusions indicate that the beach/surfzone processes potentially supply sediments to the beach and foredune, but the resultant aeolian action is controlled by the coastline orientation, and this is critical for the sediment delivery from the beach to the foredune, and to the transgressive dunefield development and evolution.

Na Planície Costeira Sul de Santa Catarina, entre o rio Mampituba e o norte da lagoa do Sombrio encontram-se depósitos costeiros gerados por transgressões e regressões da linha de costa durante o Quaternário. A área de estudo situa-se em um suave embaiamento costeiro onde a barreira holocênica apresenta um comportamento progradacional. Contudo, dados de subsuperfície adquiridos através do método geofísico do GPR na porção mais interna deste setor, revelaram a presença de refletores inclinados no sentido do continente, evidenciando a fase retrogradacional da barreira holocênica. Estes refletores são interpretados como estratos sedimentares formados em ambiente subaquoso, correspondente à margem lagunar que progradou no sentido do continente. A inversão dos refletores no sentido do oceano corresponde à fase progradacional, sendo estes interpretados como estratos formados no pós-praia (backshore) e na zona de estirâncio (foreshore). As diferentes fácies reconhecidas em subsuperficie com o GPR foram caracterizadas com o auxilio de dois furos de sondagens SPT (Standard Penetration Test). Os dados obtidos nos testemunhos permitiram diferenciar aspectos como textura, cor, conteúdo fossilífero, teor de matéria orgânica e forma dos grãos. Os depósitos sedimentares relacionados à fase retrogradacional são representados por areias finas a muito finas, com a presença de até 34% de lama. Por outro lado, os depósitos relacionados à fase progradacional são compostos por areias finas sem contribuição significativa de lama. Por fim, a datação por radiocarbono de um fragmento de madeira, localizado na fácies interpretada como a margem lagunar, revelou que esta foi depositada há cerca de 8 ka AP, em um nível relativo do mar aproximadamente 7 m abaixo do atual. Esta margem, que progradou no sentido do continente, corresponde à fase retrogradacional (transgressiva) da barreira holocênica. / In the Southern Santa Catarina Coastal Plain, between Mampituba river and the northern Sombrio lagoon, are present coastal deposits generated by shoreline transgressions and regressions during the Quaternary. The study area is situated on a gentle coastal embayment where the holocenic barrier has a progradational behavior. However, subsurface data acquired through the GPR in the innermost portion of this sector, revealed the presence of reflectors inclined landward, evidencing the retrogradational phase of the holocenic barrier. These reflectors are interpreted as sedimentary strata formed in subaqueous environment, corresponding to the margin lagoon which prograded landward. The reversal of reflectors basinward corresponds to the progradational phase, which is interpreted as backshore and foreshore strata. The facies recognized in subsurface with GPR were characterized with the aid of two SPT (Standard Penetration Test) drill holes. The core data allowed differentiate aspects such as texture, color, grain shape, fossil and organic matter content. Sedimentary deposits related to the retrogradational phase are represented by fine to very fine sand, with the presence of until 34% of mud. On the other hand, progradational deposits are composed of fine sand without significant mud content. Finally, the radiocarbon dating of a wood fragment, located in lagoon margin facies, showed that it was deposited at about 8 ka BP, in a mean sea level of around 7 m below the current level. This margin, which prograded landwards, corresponds to the retrogradational phase of the holocenic barrier (transgressive).

Dados EASE-grid do Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) e imagens classificadas ASAR wideswath (WS), cobrindo a Península Antártica (PA), foram processadas e usadas em um Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME), para a análise subpixel da Zona Superficial de Neve Úmida (ZSNU) em imagens SSM/I. As proporções dos componentes puros (imagens-fração) da área de estudo (ZSNU, Zona Superficial de Neve Seca e rochas) foram derivadas das imagens ASAR classificadas. As imagens-fração e imagens SSM/I co-registradas de mesma data (bandas 19H, 19V, 37H e 37V) foram usadas no MLME para estimar as assinaturas espectrais desconhecidas (i.e., temperatura de brilho em cada banda SSM/I). Essas assinaturas espectrais foram então usadas no MLME para estimar as imagens-fração da ZSNU, as quais foram comparadas com as imagens-fração ASAR correspondentes, por meio do cálculo do coeficiente de correlação. Foram identificadas as duas assinaturas espectrais que resultaram nos dados mais correlacionados, sendo também calculadas as correlações das imagens-fração da ZSNU resultantes do uso no MLME dos valores médio e mediano das assinaturas espectrais mais similares. Os valores medianos dessas assinaturas espectrais produziram as imagens-fração da ZSNU mais correlacionadas, que tiveram uma precisão global de classificação média (PGCM) de 95,6% e 97,3%, nas imagens de primavera e outono, respectivamente (amplitude de classes de 0,1), e uma PGCM de 72,6% nas imagens de verão (amplitude de classes de 0,2). Essas assinaturas espectrais medianas foram então usadas no MLME para estimar, com esses níveis de precisão global, a intensidade e extensão da ZSNU na PA, pelo uso de imagens calibradas SSM/I e SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer), possibilitando assim a análise diária e em nível subpixel dessa fácie superficial, de 1978 a 2008. Na análise espacial das imagens-fração da ZSNU estimadas, observou-se que o derretimento superficial médio começava no final de outubro e terminava no final de março, com auge em 7 de janeiro (cerca de 172.237 km2 ou 31,6% da área da PA). A área total mediana da ZSNU no verão foi de aproximadamente 105.100 km2. A análise de regressão com as imagens-fração dos verões entre 1978-1979 a 2007-2008 revelou a tendência de redução da área da ZSNU, totalizando 330,854 km2 nesse período. Todavia, essa tendência não é estatisticamente significante, devido à alta variabilidade interanual da área da ZSNU na PA. Forte derretimento superficial ocorreu nos verões de 1984-1985 (176.507,289 km2) e 1989-1990 (172.681,867 km2), enquanto fraco derretimento, nos verões de 1993-1994 (26.392,208 km2) e 1981-1982 (23.244,341 km2). O mais persistente e intenso derretimento superficial foi observado nas plataformas de gelo Larsen, Wilkins, George VI e Wordie e isto foi relacionado com os eventos de fragmentação e desintegração dessas massas de gelo, ocorridos nas últimas décadas. O derretimento superficial está intimamente relacionado com a estabilidade do sistema glacial antártico e com mudanças no nível médio dos mares. Esse poderia ser monitorado em toda a Antártica, por meio da análise subpixel de imagens SMMR e SSM/I proposta neste estudo. / Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) EASE-grid data and classified ASAR wideswath (WS) images, covering the Antarctic Peninsula (AP), were processed and used in a Spectral Linear Mixing Model (SLMM) for a subpixel analysis of the Wet Snow Zone (WSZ) in SSM/I images. The components’ proportions (fraction images) of the endmembers in the study area, namely WSZ, Dry Snow Zone and rock outcrops, were derived from classified ASAR images. These fraction images and co-registered SSM/I images (bands 19H, 19V, 37H and 37V), acquired on the same date, were used in the SLMM to estimate the unknown spectral signatures (i.e., brightness temperature on each SSM/I band). These spectral signatures were used to estimate WSZ fraction images, which were compared with the ASAR fraction images, by calculating the correlation coefficients. This work identified two spectral signatures that produced the most correlated data, and determined the WSZ fraction images correlations resulting from the use, in the SLMM, of the mean and median values of the most similar spectral signatures. The median values of these spectral signatures produced the most correlated WSZ fraction images, which had an average overall classification accuracy (AOCA) of 95.6% and 97.3% for spring and autumn fraction images, respectively (class range of 0.1), and an AOCA of 72.6% for summer fraction images (class range of 0.2). These median spectral signatures were then used in a SLMM to estimate accurately the WSZ intensity and its extension on the AP, by using calibrated SSM/I and SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer) imageries, allowing a daily subpixel analysis of this glacier facie on the AP from 1978 to 2008. Based on the spatial analysis of the WSZ fraction images, it was observed that melt primarily takes place in late October and ends in late March, with peak on January 7th (about 172,237 km2 or 31,6% of the AP area). The WSZ median total area in summer was about 105,100 km2. Regression analysis over the 1978-1979 to 2007-2008 summers, revealed a negative interanual trend in surface melt of 330.854 km2. Nevertheless, this trend inference is not statistically significant, due to the high WSZ interanual variability. Extremely high melt occurred in the 1984-1985 (176,507.289 km2) and 1989-1990 (172,681.867 km2) summers, while extremely weak melt occurred in the 1993-1994 (26,392.208 km2) and 1981-1982 (23,244.341 km2) summers. The most persistent and intensive melt was observed on Larsen, Wilkins, George VI and Wordie ice shelves and it was related to the break-up and disintegration events that occurred on these glaciers in the last decades. Surface melting is closely related to the stability of the Antarctic glacial system and global sea level changes. It could be monitored for the whole Antarctica, by using the WSZ subpixel analysis in SMMR and SSM/I imageries proposed by this study.

A investigação dos movimentos morfológicos da embocadura de canais e de linhas de praia pode ser instrumental para a descrição da influência de processos costeiros de curto prazo. A Lagoa do Peixe (LP) encontra-se dentro do Parque Nacional da Lagoa do Peixe (PNLP), 344 km², litoral médio da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. O objetivo desse trabalho foi descrever o comportamento morfodinâmico da embocadura do canal, sua instabilidade, geometria, caracterização geomorfológica e a análise da variabilidade da posição da linha de praia adjacente, entre 1987 e 2009. A partir do conjunto de imagens LANDSAT (1973 a 2009) e de técnicas de geoprocessamento, foram analisadas as características morfológicas e a dinâmica do canal. O movimento de curto prazo na linha de praia foi avaliado a partir de imagens LANDSAT TM vetorizadas (1987 e 2009) pelo método dos pontos extremos. Os resultados foram comparados a modelos numéricos, possibilitando a descrição de um canal de maré com um mecanismo de assoreamento morfodinâmico. A região do PNLP sofre a influência da variabilidade do seu regime de precipitação sazonal, onde o maior volume de chuvas ocorre no inverno. Esse regime pluviométrico é associado às correntes litorâneas de SW, que tem de maior capacidade de deriva que as correntes de NE, mais frequentes no verão. A abertura natural do canal ocorreu no biênio: 1997-1998, onde os totais de precipitação anual foram de 400 mm acima da média para a região do PNLP (1265 mm). O assoreamento do canal da LP esta relacionado à diminuição do volume de chuvas. Com a aproximação do verão, o transporte de sedimentos, promovido pelos ventos e correntes de NE, é menos competente, porem de maior frequência, contribuindo para a formação de pontais que se desenvolvem no sentindo das correntes. A análise da variabilidade da posição da linha de praia adjacente ao PNLP acusou um processo progradante ao norte do canal (até 40 m) e retrogradante ao sul (máximo 80 m). Esses resultados são compatíveis com outros resultados oferecidos pela literatura respectiva. / The investigation of morphological change in lagoonal inlets and shorelines can be instrumental to describe the influence of short term coastal processes. The Lagoa do Peixe (LP) is set within the Parque Nacional da Lagoa do Peixe (PNLP), 344 km², located on the mid-section of the Rio Grande do Sul coastal plain. The objective of this work was to describe the morphodynamic behavior of inlet, its instability, geometry and geomorphologic characteristics, as well as an analysis of the variability of the adjacent shoreline position, between 1987 e 2009. A set of LANDSAT images (from 1973 to 2009) and geoprocessing techniques were employed to analyze the morphologic characteristics and dynamics of the LP channel. Short term movements of the shoreline were evaluated from the vectorized LANDSAT TM imagery (1987 and 2009), using the extreme points method. The results were compared to numerical models, which made it possible to describe a tidal inlet with a morphodynamic sedimentation mechanism. The PNLP region is influenced by the variability of its precipitation regime, in which larger precipitation volumes occur in winter. This pluviometric regime is associated to the longshore SW currents which have a greater drifting capacity than the NW currents, more frequent in summer. The natural opening of the channel occurred in the two-year periods of 1997-1998, where total annual precipitation was 400 mm above the average for the PNLP region (1265 mm). LP channel sedimentation is related to the lowering of rain volumes. With the progression of summer, sediment transport promoted by wind and NE currents, is less competent, although more frequent, contributing to the formation of spits that develop siding the currents. Analyses of the variability of PNLP adjacent coastline position indicated a progradation process to the north of the channel (up to 40 m) and a retrogradation process to the south (maximum of 80 m). These results are compatible with other assessments offered by the respective literature.

O presente trabalho descreve as assembléias de diatomáceas, presentes em um perfil sedimentar na Lagoa do Peixe, Litoral Médio do Rio Grande do Sul, com o objetivo de efetuar a reconstrução paleoambiental e identificar os períodos de maior influência marinha e hidrodinâmica, como conseqüências das variações do nível do mar ocorridas durante o Holoceno. O testemunho de sondagem T09 foi selecionado para estudo, devido à boa recuperação e à presença de um espesso pacote de lama próximo à base. Os resultados da análise de diatomáceas revelaram a presença de 114 táxons, constituintes das assembléias fósseis, dominadas pelo complexo de Paralia (Paralia fenestrata, P.sulcata e Paralia sp.), associados à táxons marinhos, entre eles: Auliscus caelatus e Triceratium favus; e os táxons marinhos salobros: Cyclotella striata, Dimeregramma marinum, D. minor var. minor e Psamococconeis disculoides, entre outros. Os resultados da distribuição, tafonomia e paleoecologia do complexo de Paralia e das assembléias presentes ao longo do perfil, forneceram maior detalhamento evolutivo do sistema lagunar associadas à ocorrência de três oscilações de alta freqüência do nível do mar na PCRS, interligadas à períodos de maior influência hidrodinâmica, comprovando que a morfologia lagunar sofreu intensas modificações ao longo do tempo. Entre as idades de 7420-7020 e 5370-5340 anos AP, ocorreram duas oscilações de alta freqüência, que atingiram o sistema lagunar, afetando diretamente as assembléias presentes. Entre as idades de 5370-5340- 2340-2060 anos AP, ocorreu uma terceira oscilação de alta freqüência, concordando com o máximo transgressivo registrado para a região sul do Brasil. A distinta composição observada entre as assembléias fósseis e atuais (preservadas em sedimentos superficiais) é um indicativo de que durante o Holoceno, a Lagoa do Peixe comportou-se como um sistema lagunar, apresentando características morfosedimentares, geomorfológicas, hidrodinâmicas e ecológicas, totalmente diferente das condições atuais, onde assume configurações de lagoa costeira semi-fechada, de ligação restrita com o oceano por meio de um canal de ligação. / This paper describes the diatom assemblages present in a sediment profile in the Lagoa do Peixe, Middle Littoral of Rio Grande do Sul, in order to make the palaeoenvironmental reconstruction and identify periods of increased marine influence and hydrodynamics, as a consequence of changes sea level occurred during the Holocene. The drill core T09 was selected for study due to good recovery and the presence of a thick pack of mud near the base. The results of diatom analysis revealed the presence of 114 taxa, constituents of fossil assemblages, dominated by complex Paralia (Paralia fenestrata, P.sulcata and Paralia sp.), associated with marine taxa: Auliscus caelatus and Triceratium favus, brackish and marine taxa: Cyclotella striata, Dimeregramma marinum, D. minor var.minor and Psamococconeis disculoides, among others. The results of the distribution, taphonomy and paleoecology of Paralia complex assemblages, present along the profile, provided a more detailed evolution of the lagoon system associated with the occurrence of three high-frequency oscillations in sea level in the PCRS, linked to periods of greater influence hydrodynamics, proving that the lagoon morphology underwent enormous changes over time. Between the ages of 7420- 7020 and 5370-5340 years BP, there were two high frequency oscillations, which reached the lagoon system, directly affecting the assemblages present. Between the ages of 5370-5340- 2340-2060 years BP, there was a third high frequency oscillation, in agreement with the transgressive maximum recorded for the southern region of Brazil. The difference in composition observed between the modern and fossil assemblages (preserved in surface sediments), is an indication that during the Holocene, the Lagoa do Peixe, behaved like a lagoon system, whose morphosedimentar, geomorphological, hydrodynamic and ecological characteristics were totally dissimilar from actual conditions representing semi-enclosed coastal lagoon which had restricted connection with the oceano through an inlet.

O objeto deste trabalho é fornecer dados hidrológicos com fins de caracterização e monitoramento da região da Cadeia Norte do Brasil e da Cadeia de Fernando de Noronha, assim como levantar e sistematizar informações sobre a geoquímica dos diversos tipos de sedimentos encontrados na plataforma continental externa adjacente ao banco Aracati, contribuindo para o levantamento dos potenciais sustentáveis de exploração dos recursos vivos da Zona Econômica Exclusiva. A área em estudo compreende a sub-área II, setor 1 e parte do setor 2, e está localizada entre 1oN e 5oS de latitude e entre 30o e 40oW de longitude, abrangendo uma área de aproximadamente 400.000 km2. Foram analisadas amostras coletadas em 8 estações resultando em 20 amostras de sedimentos nos anos de 1997 (verão), 1998 (outono) e 2000 (primavera) e 34 estações que originaram 272 amostras de água na primavera de 2000. As concentrações máximas dos parâmetros analisados, com exceção do fosfato, nas amostras de água se localizam na região próxima à costa. Detectou-se na área uma termoclina bem marcada, sendo mais profunda na primavera. A camada de mistura é bastante homogênea, sendo porém, mais espessa na primavera. O pH detectado encontra-se na faixa alcalina sendo os maiores valores de pH detectados na primavera. Verifica-se, um máximo de salinidade na camada de inicio da termoclina sazonal. Não verificou-se na área condição anaeróbica na coluna d’água. A distribuição de fosfato, nitrato e silicato, apresenta-se de forma muito semelhante, sendo que na primavera essas concentrações são maiores, nas camadas superficiais. Na cobertura sedimentar da plataforma continental adjacente aos bancos da cadeia norte do Brasil, encontro-se areia quartzosa, areia carbonática, fragmentos de concha, Lithothanmium e Halimedas. Os fragmentos de concha apresentaram as maiores concentrações totais de metais, enquanto Lithothanmium apresentou o maior teor de carbonato. Há uma forte correlação entre ferro e manganês na amostras de água e em todas as frações de sedimentos analisadas, sendo que nestas a relação média entre estes elementos é da ordem de 1:25. Existe forte correlação entre cromo e carbonato nas amostras que apresentam teor de carbonato maior que 20%. As amostras de areia quartzosa, fragmentos de concha e Halimedas, apresentam-se muito semelhantes quanto à distribuição de ferro, manganês, zinco e cromo. Existe forte correlação nas amostras de sedimento, assim como nas amostras de água, entre ferro, manganês, zinco, correlacionando-se também nas amostras de sedimento com o chumbo. As 8 concentrações de metais nas amostras de água apresentaram-se relativamente baixas em se comparando com as amostras de sedimento. Nas amostras de água as concentrações de cromo e chumbo estão abaixo do limite de detecção. / The object of this work is to supply hidrologicals datas with ends of monitoramento of the area of the North Chain of Brazil and of the Chain of Fernando of Noronha, as well as to lift and to systematize information on the geochesmitry of the several types of sediments found in the external continental platform adjacent to the bank Aracati, contributing to the rising of the maintainable potentials of exploration of the alive resources of the Exclusive Economic Zone. The area in study understands the subarea II, section 1 and it leaves of the section 2, and it is located among 1oN and 5oS of latitude and among 30o and 40oW of longitude, embracing an area of approximately 400.000 km2. Samples collected in 8 stations resulting in 20 samples of sediments in the years of 1997 were analyzed (summer), 1998 (autumn) and 2000 (spring) and 34 stations that originated 272 samples of water in the spring of 2000. The maximum concentrations of the analyzed parameters, except for the phosphate, in the samples of water are located in the close area to the coast. It was detected in the area a very marked termocline, being deeper in the spring. The mixture layer is quite homogeneous, being even so, more it thickens in the spring. The detected pH meets in the alkaline strip being the largest pH values detected in the spring. It is verified, a maximum of salinity in the layer of I begin of the seasonal termoclina. It was not verified in the area anaerobic condition in the column of water. The distribution of phosphate, nitrate and silicate, come in a very similar way, and in the spring those concentrations are larger, in the superficial layers. In the sedimentary covering of the continental platform adjacent to the banks of the north chain of Brazil, find quartz sands, it sands carbonate, shell fragments, Lithothanmium and Halimedas. The shell fragments presented the largest total concentrations of metals, while Lithothanmium presented the largest text of carbonate. There is a strong correlation between iron and manganese in to samples of water and in all the analyzed fractions of sediments, and in these the medium relationship among these elements is of the order of 1:25. strong correlation Exists between chromium and carbonate in the samples that present text of larger carbonate than 20%. The samples of quartz sand, shell fragments and Halimedas, come very similar with relationship to the distribution of iron, manganese, zinc and chromium. Strong correlation exists in the sediment samples, as well as in the samples of water, among iron, manganese, zinc, being also correlated in the sediment samples with the lead. The concentrations 10 of metals in the samples of water came relatively low in if comparing with the sediment samples. In the samples of water the concentrations of chromium and lead are below the detection limit.

A Lagoa do Peixe é um corpo lagunar raso que mantém uma ligação temporária com o mar através de um único canal de ligação. Hoje em dia, esta laguna ocupa apenas parte de uma faixa de terras baixas posicionada entre duas barreiras arenosas (Barreira III, pleistocênica, e Barreira IV, holocênica) no Litoral Médio do Rio Grande do Sul. Esta faixa de terras baixas corresponde a uma região de retrobarreira (backbarrier) e é definida, para fins deste trabalho, como “Sistema Lagunar da Lagoa do Peixe”. O Sistema Lagunar da Lagoa do Peixe foi investigado, nesta Tese, em seus aspectos geológicos e evolutivos. Com o uso de uma metodologia que envolveu, no campo, levantamentos topográficos, aerofotográficos, amostragem superficial e testemunhagem e, em laboratório, análises sedimentológicas, paleontológicas e geocronológicas, construiu-se um mapa faciológico (textural) do fundo lagunar, além de um mapa geológico-geomorfológico de todo o sistema lagunar. Os mapas mostram uma reduzida variação faciológica de sedimentos terrígenos, restrita, basicamente, à faixa granulométrica de areia fina a lama. Esta grande homogeneidade textural reflete a limitação de áreas fontes disponíveis uma vez que, em conseqüência da situação geográfica da área de estudo, os sedimentos têm sua proveniência limitada aos sistemas costeiros e marinhos adjacentes (barreira pleistocênica, barreira holocênica e oceano). Procurou-se reconstituir a história evolutiva do sistema, desde seu início, há mais de 7000 anos, até o estabelecimento da paisagem atual, retratada no mapa geológicogeomorfológico. Os dados mostram que, ao longo do tempo, a espessura da lâmina de água da Lagoa do Peixe se manteve relativamente rasa porém bastante variável, na dependência de variações climáticas e/ou flutuações do nível do mar. Em conseqüência, durante determinados períodos de sua história a lagoa secou, total ou parcialmente, expondo seu fundo lagunar. Provavelmente a expansão máxima do corpo lagunar ocorreu durante o máximo transgressivo holocênico, atingido há cerca de 5000 anos. Desde então, a lagoa vem sofrendo um processo de segmentação e colmatação promovida, na sua maior parte, pelo avanço das dunas eólicas transgressivas da Barreira IV. A paisagem atual mostra que o corpo lagunar está praticamente restrito ao setor central do sistema e permite projetar, para o futuro, o desaparecimento total do sistema lagunar. Esta projeção poderá se modificar, na dependência do comportamento dos parâmetros controladores da dinâmica costeira, especialmente a variação do nível relativo do mar. / Peixe lagoon is a shallow water body temporarily connected to the sea by a single inlet. At present, this lagoon occupies part of a stretch of low lands located between two sandy barriers (Barrier III, Pleistocene Barrier, and Barrier IV, Holocene Barrier) at the Middle Littoral of Rio Grande do Sul. This stretch of low lands represents the back barrier region that is defined in this study as “Peixe Lagoon Lagoonal System”. This thesis focuses in the geological and evolutionary aspects of Peixe Lagoon Lagoonal System. Fieldwork methods were topographic and aero photograph surveying, and superficial sampling and coring. Sedimentological, palaeontological and geochronological analyses were made at the laboratory so several maps were obtained: a facies map of the lagoonal bottom; and, a geological-geomorphologic map of the entire system. The maps show that the facies of terrigenous sediments underwent small variations that were limited to the grain size range from fine sand to mud. The textural homogeneity reflects the restriction of the available sources of sediment due to the location of the study area: the only sediment sources are the adjacent coastal and oceanic systems (Pleistocene barrier, Holocene barrier and the shoreface). The aim was to reconstruct the evolutionary history of the system, since the beginning of its formation (7000 years BP) until the establishment of the present landforms in the geological-geomorphologic map. Data show that the thickness of the water column at Peixe Lagoon has stayed relatively shallow along time. There were however, large ranges of variation that were dependent on the climatic variations and/or sea level variations. During certain periods in its history the lagoon dried partially or completely and as a consequence, the lagoon bed was exposed (to the atmospheric climate). Probably, the maximum expansion of the lagoon occurred during the transgressive maximum in the Holocene, 5000 years BP. Since then, the lagoon has been segmenting and infilling, mostly due to the inland advance of the transgressive dunes from Barrier IV. The present landscape shows that the lagoon is mostly restricted to the central part of the system indicating that, in the future, the lagoonal system will probably disappear completely. This prediction may be modified, depending on the behaviour of the parameters that control coastal dynamics, especially due to relative sea level variation.

Esta Tese tem como objetivo a análise da morfodinâmica da praia de Moçambique, em particular, do papel da orientação da linha de costa na influência da dinâmica dos sistemas praia-duna. A exposição da costa em relação às ondas e aos ventos exerce uma importante influência nas variações locais na altura e direção das ondas, tamanho de grão, aporte de sedimentos, transporte eólico de sedimentos, interações praia-duna e desenvolvimento da barreira costeira holocênica onde se insere a praia de Moçambique. Em uma praia de enseada com acentuada curvatura, esta influência pode ser ainda mais evidente. A praia de Moçambique, localizada na Ilha de Santa Catarina, apresenta variações ao longo de sua extensão no grau de exposição aos ventos e às ondas prevalescentes, no tipo e dimensão dos sistemas de dunas, no tipo morfodinâmico de praia, tamanho de grão e na cobertura e diversidade da vegetação. Assim, esta praia é um excelente local para a análise de qual o fator (ou combinação de fatores) é o mais importante no controle do desenvolvimento da barreira, e também para o teste de modelos existentes na literatura de interações praia-duna. O registro das ondas da região foi analisado, sendo determinado que as ondas de S-SE predominam e produzem uma deriva litorânea em direção ao norte, com um transporte máximo de sedimentos no extremo norte da praia. Perfis topográficos da praia e da duna frontal foram monitorados durante um ano e estes mostram que o volume de sedimentos transportados pelo vento aumenta do sul para o norte do embaiamento. A cobertura e a diversidade da vegetação variam ao longo da costa e estão relacionadas com a mobilidade da praia, aporte de sedimentos e energia dos ventos. Os volumes de sedimentos da barreira arenosa Holocênica foram estimados e estes aumentam em direção ao norte. A porção norte da praia de Moçambique é mais exposta à ação das ondas e dos ventos prevalescentes, os quais são transversais à esta porção da costa, favorecendo o desenvolvimento do campo de dunas. Entretanto, a porção sul da praia é abrigada e o transporte de sedimentos e o desenvolvimento da duna frontal são reduzidos. Estes diversos processos foram comparados com modelos prévios de interações praia-duna e integrados em um novo modelo conceitual. Este modelo foi extendido e testado em praias localizadas ao sul da Ilha de Santa Catarina, onde os campos de dunas transgressivas migram em sentido oposto aos campos de dunas da Ilha. De maneira geral, as conclusões indicam que os processos da praia e da zona de surfe potencialmente transportam os sedimentos para a praia e para a duna frontal, mas a ação eólica resultante, controlada pela orientação da linha de costa, é determinante do transporte de sedimentos da praia para a duna e no desenvolvimento e evolução de campos de dunas transgressivas. / This thesis examines the morphodynamics of Moçambique beach, and in particular, the role of coastline orientation in influencing the dynamics and evolution of the beach and dune systems. Coastline exposure in relation to winds and waves is important in influencing local variations in wave height and direction, grain size, sediment supply, aeolian sand transport, beach-dune interactions, and barrier development. On a headland bay beach with accentuated curvature, this influence can be very pronounced. Moçambique beach, located on Santa Catarina Island, has longshore variations in its exposure to the prevailing winds and waves, type and dimensions of the dune systems, beach/surfzone morphodynamic type, grain size, vegetation cover and diversity. Therefore, it is an excellent place to analyze which factor (or group of factors) is the most important in controlling or influencing the barrier development. It is also an excellent site to test current models of beach-dune interactions. The wave record for the region was analyzed and S-SE waves predominate, and drive a northward littoral drift system, with maximum sediment transport to the northern end of the beach. Beach and foredune topographic profiles were surveyed over one year and show that the volume of aeolian sediment supply increases from south to north. The vegetation cover and richness varies alongshore and is related to beach mobility, sediment supply and wind energy. Holocene barrier volumes were estimated and increase to the north. The northern part of Moçambique beach is most exposed and the prevailing winds and waves are onshore, favoring dunefield development. The southern portion of the embayment is sheltered and the sediment transport and foredune development are therefore reduced. The various processes were compared with previous models of beach-dune interaction and integrated into a new conceptual model. The model was extended to, and further tested on the beaches located southwards of Santa Catarina Island, where transgressive dunefields migrate in an opposite direction of those on the Island. Overall, the conclusions indicate that the beach/surfzone processes potentially supply sediments to the beach and foredune, but the resultant aeolian action is controlled by the coastline orientation, and this is critical for the sediment delivery from the beach to the foredune, and to the transgressive dunefield development and evolution.

O Lago Guaíba configura-se como o grande depositário das águas de uma bacia hidrográfica que engloba boa parte do centro e nordeste do estado, estendendo-se por uma área aproximada de 84.700 km2 que abrange mais de 250 municípios, entre eles a capital do Estado. São 496 km2 de superfície onde diversos usos e atividades têm seu palco, como por exemplo; navegação, recreação, extração de areia e, a mais importante delas, o abastecimento de água de boa parte da região metropolitana de Porto Alegre. Mesmo com essa relevância, poucos são os estudos referentes à dinâmica sedimentar do lago, sendo que a maioria trata da distribuição e textura dos sedimentos, e raros são aqueles que fazem menção ao padrão de ondas e suas relações com a ressuspensão destes sedimentos e suas conseqüências. A presente pesquisa analisa as características das ondas incidentes no Lago Guaíba quanto a seus principais parâmetros; altura significativa (Hs), período (T), direção de propagação e suas relações com a ressuspensão de sedimentos junto ao fundo. Para tanto, o SWAN (Simulating Waves Nearshore), software que utiliza técnicas de modelagem matemática, foi validado e aplicado, tendo como principais parâmetros de entrada a batimetria do lago, a direção, velocidade e freqüência de incidência de ventos na região (entre os anos 1996 e 1997), além de correntes, nível d’água, densidade, freqüências máximas e mínimas, entre outros. Já os parâmetros de saída (altura significativa da onda, período, direção de propagação e velocidade orbital) foram inseridos no Sistema de Informações Geográficas IDRISI e trabalhados de forma a inferir o padrão de ondas incidentes no lago e suas interações com a ressuspensão de sedimentos de fundo, caracterizando a profundidade de início do regime de fluxo turbulento e delimitando a área de atuação da turbulência vinculada ao transporte de sedimentos. As maiores ondas modeladas atingiram 0,55 m em alguns pontos do lago, principalmente quando de ventos soprando dos quadrantes S e SE e em intensidades superiores a 7 m/s. Em linhas gerais as ondas acompanham os padrões de intensidade e direção do vento, atingindo os valores máximos aproximadamente entre 1 e 2 horas após os picos de velocidade dos ventos. Em situações de maior intensidade de ventos as ondas levaram aproximadamente 2 horas para atingirem 0,10 m, já com ventos fracos a moderados este tempo é de aproximadamente 3 horas. Além de velocidade e direção, a regularidade dos ventos mostrou-se relevante na geração e propagação de ondas no Guaíba. Características geomorfológicas referentes à geometria, batimetria e o fetch do lago também são importantes, fato evidenciado quando da análise de cinco estações de controle sob um mesmo regime de ventos; a diferença entre a altura das ondas chegou a mais de 0,40 m entre porções distintas do lago. Além disso, há o processo de refração das ondas que causa um rápido alinhamento da zona de rebentação de tal maneira que ela tende a ser paralela a linha de praia. Os parâmetros que estabelecem as condições deposicionais no Guaíba são controlados pelo nível de energia das ondas incidentes e pelas correntes. Pode-se afirmar que em função das pequenas profundidades e baixas velocidades médias das correntes de fundo, o transporte de sedimentos finos é particularmente governado pelas ondas, uma vez que as mesmas são responsáveis pela inserção dos sedimentos na coluna d’água. As ondas incidentes no Guaíba têm potencial para gerar turbulência junto ao fundo em diferentes situações. Entretanto, a profundidade máxima não excede a 1,9 m para ventos do quadrante S e velocidades da ordem de 11 m/s. Já a espessura da camada limite onde se verifica inicio do fluxo turbulento apresenta valores bastante reduzidos, entre 0,02 a 1 cm. Os ambientes de sedimentação do lago foram mapeados e assim classificados: 1) Fundo Deposicional (51% da área do lago); 2) Fundo Transicional (41%) e 3) Fundo Erosional ou de não Deposição (8%). Estas condições foram espacializadas em um modelo temporal que relacionou as informações sobre velocidade orbital e a freqüência de incidência de ondas quanto à sua direção, derivadas dos resultados modelados pelo SWAN ao longo do período estudado. Pode-se afirmar que o Guaíba é um grande importador de sedimentos, uma vez que a superfície de fundo com deposição é mais significativa que a superfície de fundo com erosão, condição esta que ocorre a profundidades inferiores a 1,5 m. A situação de deposição do material transportado na coluna d’água ocorre quando da inexistência de fluxo turbulento, ou quando o mesmo é insignificante junto ao fundo (com potencial de ressuspensão de sedimentos em até 7 dias por ano, ou 2% do tempo analisado). Como forma de contribuir à gestão ambiental da região, foram gerados subsídios referentes ao potencial de concentração de material particulado em suspensão. Este potencial foi definido em função do percentual de tempo, ao longo do ano, em que a ressuspensão de sedimentos de fundo gerada por ondas pode incrementar os níveis de poluição nos locais onde a água é atualmente captada para o abastecimento público no município de Porto Alegre. / Guaíba Lake is the main destination of the water coming from a river basin which encompasses a major part of the center and northeast of Rio Grande do Sul state, extending over some 84,700 square km and reaching more than 250 municipalities, including the state capital. This adds up to a 496 sq. km area, where several functions and activities occur, such as navigation, recreation, sand extraction, and, most important of all, water supply to a large part of the metropolitan Porto Alegre area. Despite this relevance, few studies have been conducted on the lake’s sedimentary dynamics, with most of them addressing sediment distribution and textures, and even fewer mentioning wave pattern and its connection with the ressuspension of these sediments and its consequences. This research examines the characteristics of Lake Guaíba’s waves with regard to their main parameters; significant wave height (Hs), period (T), direction of wave propagation and its connections with the ressuspension of sediments at the bottom. To this end, SWAN (Simulating Waves Nearshore) a type of software using mathematical modeling techniques, has been validated and applied, with its main inputs being the lake’s bathymetry, direction, wind speed and frequency in the region (between 1996 and 1997) in addition to currents, water level, density, and maximum and minimum frequencies, among others. Output parameters (significant wave height, period, direction of wave propagation, and orbital motion) were inserted in the IDRISI Geographic Information System and studied so as to infer the lake’s wave pattern and its interactions with the ressuspension of bottom sediments, characterizing depth at the beginning of the turbulent flow and encircling the area of turbulence linked to transport of sediments. The highest waves modeled reached 0.55 m in a few points of the lake, particularly when winds were blowing from the S and SE quadrants with an intensity of over 7 m/sec. Generally speaking, waves follow wind intensity and direction patterns, and reach maximum values in about 1 to 2 hours after wind speed peaks. Whenever winds were stronger, waves took some 2 hours to reach 0.10 m, but with weak to moderate winds, they took around 3 hours. In addition to speed and direction, wind regularity proved relevant in generating and propagating waves on Lake Guaíba. Geomorphologic characteristics as regards the lake’s geometry, bathymetry and fetch are likewise important, as was verified when five control stations were analyzed under a same wind pattern; the difference between wave height exceeded 0.40 m among distinctive parts of the lake. In addition, there is a wave refraction process, which causes a fast alignment to the breaker zone, so that it tends to be parallel to the shoreline. The parameters establishing Lake Guaíba’s depositional environment are controlled by the energy level of the existing waves and currents. It can be stated that, as a result of small depths and low average speeds of the bottom currents, the transport of fine sediments is particularly governed by the waves, since it is the waves that add sediments to the water column. The Guaíba waves can potentially generate bottom turbulence in different situations. However, the maximum depth does not exceed 1.9 m with S quadrant winds and speeds of about 11 m/s. On the other hand, the thickness of the bordering layer where the turbulent flow begins has very low values, between 0.02 to 1 cm. The lake’s sediment environments were mapped and rated as follows: 1) Depositional Environment (51% of the lake); 2) Transitional Environment (41%); and 3) Erosional or Non- Depositional Environment (8%). Such conditions were spatialized in a time model which linked information on orbital motion and frequency of wave occurrence as to direction, obtained from the SWAN-modeled results throughout the period under study. It can be stated that Lake Guaíba is a major importer of sediments, since its depositional environment area is more significant than its erosional environment area, and this situation occurs at depths of less than 1.5 m. Deposition of matter carried in the water column occurs when there is no turbulent flow, or when it is insignificant to the environment (with a sediments ressuspension potential of up to 7 days a year, or 2% of the time analyzed). As a contribution to the region’s environmental management, subsidies have been created with relation to the concentration of particulate suspended matter. This potential has been defined as a percentage of time, throughout the year, in which the wave-created ressuspension of environment sediments can increase the pollution levels at places where water is currently captured for public supply in the Porto Alegre area.