Processos induzidos por ondas e marés no Atol das Rocas: implicações geomorfológicas e projeções futuras

Autor(es)

Mirella Borba Santos Ferreira Costa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto Oceanográfico (IO/DIDC)
• Data de defesa: 2015-12-07

Membros da banca

Eduardo Siegle; Douglas Francisco Marcolino Gherardi; Paulo Cesar Fonseca Giannini; Michel Michaelovitch de Mahiques; Elírio Ernestino Toldo Junior

• Orientador: Eduardo Siegle

Resumo

Os processos induzidos por ondas e marés em atóis são importantes forçantes da circulação, transporte de sedimentos e troca de água entre a laguna e oceano, que por sua vez, afetam a formação e estabilidade das suas ilhas recifais. Através da combinação de modelos numéricos e experimentos de campo, este trabalho teve por objetivo o estudo dos processos induzidos por ondas e marés no Atol das Rocas e suas implicações na dinâmica de sedimentos das ilhas recifais, considerando os efeitos do aumento do nível do mar. Experimentos de campo forneceram séries temporais de ondas, correntes, mares e informações topo-batimétricas ao longo de três expedições ao Atol das Rocas, totalizando 75 dias de levantamentos. Um modelo numérico de propagação de onda foi implementado e validado para a região. Os resultados demonstram que o mecanismo de circulação e de propagação de ondas, que afetam as ilhas recifais, é controlado pela interação do clima de onda com a topografia do atol, sendo fortemente modulados pelas flutuações de meso-maré. O clima de ondas ao largo do atol é dominado por vagas formadas pelos ventos alísios de sudeste e por ondulações geradas em latitude médias de ambos os hemisférios. A incidência das ondulações no atol apresenta uma forte sazonalidade enquanto que a vagas de sudeste persistem ao longo do ano. As ondas ao largo são filtradas pela borda do atol, resultando em um clima de ondas na laguna mais homogêneo e controlado pela maré e topografia do atol. Eventos extremos ao largo são ocasionados por ondulações energéticas tanto do hemisfério sul quanto do hemisfério norte. No entanto, os eventos extremos na laguna só ocorrem quando os eventos energéticos ao largo ocorrem em conjunto com maré alta de sizígia. As vagas que quebram constantemente no lado do atol exposto ao vento são importante forçantes na circulação geral do atol. A partir do processo de quebra, elas são responsáveis por bombear água para a laguna, criando intensas correntes geradas por ondas que fluem do lado exposto para o lado protegido. Este processo, modulado pela maré, resulta em variações periódicas da importância relativa da maré no controle da circulação. Foi também observada a presença de ondas longas dentro da laguna (infragravitacionais) provocada pela quebra do espectro de ondas incidente no recife. Através desses dados, o volume de fluxo de troca de água e o coeficiente de atrito no Barretão foram estimados. O mecanismo descrito para Rocas pode ser aplicado em outros atóis semelhantes sob regime de mesomaré, os quais ainda hoje têm sido pouco estudados. As ilhas recifais estão localizadas no lado protegido do atol e apresentam maiores modificações morfológicas em resposta a incidência de ondulações de norte. No entanto, não foi observado um balanço sedimentar negativo em escala diária e sazonal, com partes erodidas da ilha sendo compensadas por acresção nas partes adjacentes. Em escala decadal, a Ilha do Farol apresentou substancial acréscimo em área (59.6% em 75 anos), modificando sua forma alongada para uma forma de ferradura com formação de uma depressão central. Durante esse processo, o lado da ilha voltado para o oceano foi erodido, enquanto que o lado da laguna foi acrescido, caracterizando uma migração da ilha para a laguna. Não foram observadas modificações significativas na ilha do Cemitério, a qual está estabilizada atualmente pela presença de sedimentos consolidados expostos nos dois lados da ilha. Os resultados indicam que as ilhas são feições resilientes, capazes de se ajustar as mudanças nas condições de contornos. No processo de refração das ondas, devido a sua morfologia, o Atol das Rocas funciona com uma plataforma recifal. Os vetores de ondas convergem no lado protegido e zonas de interferência podem ser observadas no lado exposto e na parte central da laguna. A localização das ilhas e do banco Zulu está relacionada com o padrão de refração, que promovem locais favoráveis à deposição de sedimentos no atol. O aumento do nível do mar promove um deslocamento na posição de convergência das ondas de acordo com o tipo de onda incidente. Isto indica que neste cenário futuro, as áreas deposicionais podem se tornar mais instáveis no atol promovendo o deslocamento das ilhas, mas não necessariamente em uma erosão generalizada. Os resultados obtidos no desenvolvimento deste trabalho forneceram uma série de informações inéditas para o Atol das Rocas permitindo elucidar questões importantes acerca da capacidade de modificações das ilhas recifais em resposta aos processos oceanográficos dominantes no atol. (AU)

• Processo FAPESP: 11/22661-3 - Processos induzidos por ondas e marés no Atol das Rocas: implicações geomorfológicas e projeções futuras
• Beneficiário: Mirella Borba Santos Ferreira Costa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado