UNIVERSIDADE DO ALGARVE

FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

Identificação de depósitos de tsunami de 1755, na região Algarvia,

seu estudo e comparação com amostras de outras regiões

Relatório do projeto de final de licenciatura do curso Ciências do Mar

Autor: Nuno André Ramos Simões nº38980

Orientadores: Prof. Doutora Cristina Carvalho Veiga-Pires Prof. Doutor Eric Font (IDL, Lisboa)

Faro Setembro, 2012

Resumo

O presente trabalho está inserido no projeto de final de licenciatura do curso de

Ciências do Mar, e tem como objetivo caracterizar o depósito de tsunami do Estuário da

Boca do Rio, gerado pelo terramoto de Lisboa de 1755, que está bem descrito na

literatura. Para caracterizar este depósito de tsunami usou-se as técnicas de colorimetria,

granulometria e magnetismo.

Depósitos de tsunami e de tempestade são gerados por mecanismos

deposicionais semelhantes, sendo assim, difícil diferencia-los.

Primeiramente, observou-se os modelos de inundação AnuGA e COMCOT

(Fernandes, 2009) e ainda os modelos de inundação testados por (Font et al, 2010), para

ver os parâmetros físicos da onda de tsunami. Através das simulações numéricas

verifica-se que há grande inundação com profundidades de fluxo variáveis entre os 0,5-

6m.

Os dados de colorimetria, na Amostra Total, mostram que no depósito de tsunami há

variações que apontam para cores típicas de areias, diferentes das cores escuras (típicas

de argila) das unidades subjacentes.

Na granulometria também é notável o aumento do tamanho de grão no depósito de

tsunami, devido há presença de areias. Como esta fina camada de areia se encontra entre

unidades argilosas, entende-se que houve um input sedimentar atípico.

Na amostra Siliciclástica, tanto na análise de colorimetria como na análise de

granulometria, verifica-se que antes do tsunami havia um mecanismo deposicional

diferente, do que após o tsunami.

Relacionando a média do grão (Granulometria) com um parâmetro de colorimetria (L*),

observa-se que o depósito de tsunami tem maioritariamente uma mistura de material

autóctone, e possui pouco material alóctone.

Já nos dados de Magnetismo, estes indicam que o depósito de tsunami é caracterizado

por uma baixa suscetibilidade magnética devido às areias (diamagnéticas). Através dos

dados ASM observa-se que o Amostrador de meia cana manual de 100 cm é melhor

opção do que a calha grande com o auxilio do martelo, para retirar testemunhos

sedimentares com minerais orientados, pois o martelo perturba a direção dos minerais.

Todos estes resultados apontam para um cenário onde a energia libertada pela

onda de tsunami é forte o suficiente para erodir quantidades importantes de areia e

compostos marinhos da duna litoral, e misturar e retrabalhar com materiais de 1m de

profundidade. Todas estas técnicas são promissoras para estudar depósitos induzidos

por tsunamis neste tipo de ambientes.

i

Glossário

Ciclos de Milankovitch

Esta teoria é baseada nas variações cíclicas da Excentricidade da Órbitra,

Obliquidade do Eixo de Rotação e Processão, que ocasionam variações da quantidade

de energia solar que chega à terra desencadeando a entrada numa era glaciar ou

interglaciar.

SM

Suscetibilidade Magnética

MO

Matéria Orgânica

Input Sedimentar

Entrada de sedimentos

Autóctone

Natural da região onde ocorre

Alóctone

Não tem suas origens no local onde existe

Run up heigth

A altura máxima acima do nível de referência, no qual a água atinge

ii

Acrónimos

AnuGA

Australian National University/Geoscience Australia.

COMCOT

Cornell Multi-grid Coupled Tsunami Model

ASM

Anisotropia de Suscetibilidade Magnética

iii

Índice Resumo i

Glossário ii

Acrónimos iii

1. Introdução .................................................................................................................... 1

2. Área de Estudo ………………………………………………………………………..3

3. Ferramentas e Métodos

3.1. Amostragem

3.1.1. Registo Contínuo ……….……..…………………………………..4

3.1.2. Subamostragem……………………………………………………4

3.2. Aquisição de Imagem

3.2.1. Fotografia………………………………………………………….4

3.2.2. Scan ….……………………………………………………………5

3.3. Análise de cor

3.3.1. Amostra Total…..…………………………………………………5

3.3.2. Amostra Siliciclástica (Detrítica) …………………………………5

3.4. Análises Granulométricas

3.4.1 Amostra Total...................................................................................6

3.4.2 Amostra Mineral ….……………………………………………….6

3.4.2. Amostra Siliciclástica (Detrítica) ...……………………………….7

3.5. Análises de Magnetismo ……………………………………………………7

4. Resultados

4.1. Observações

4.1.1. Unidade A e C….………………………………………………….8

4.1.2. Unidade B …….…………………………………………………..8

4.2. Colorimetria …………...……………………………………………………8

iv

4.3. Granulometria ..........…….…………………………………………….……9

4.4. Magnetismo ……………………………………………………………….10

5. Interpretação e Discussão……...…………………………………………………….12

6. Conclusões ….………………………………………………………………………16

Referências Bibliográficas …………..………………………………….……………...17

Anexos …………………………………………………………………………………19

v

Lista de Figuras

1. (A) Mapa Geológico e estrutural do Estuário da Boca do Rio (Font et al, 2012);

(B) Vista para E da depressão da Boca do Rio (http://www.lagos-luz-

sagres.com/beach_gallery3.htm); (C) e (D) Fotografias Pessoais da

Amostragem; …………………………………………………….……………....3

2. CIE Lab do testemunho BR-5 para a Amostra Total e Siliciclástica …………..9

3. Média, Calibração (µm) e Classificação do Grão (%) do testemunho BR-5 ….10

4. Média de Suscetibilidade Magnética (km: Massa especifica) e dados ASM:

orientação das partículas ferromagnéticas do testemunho

BR-5 …………………………………………………………….……………...11

5. Granulometria vs Colorimetria. (A) Média (µm) vs ; (B) Média (µm) vs a; (C)

Média (µm) vs b ……………………………………………………………….14

6. Ilustração do modelo sintético e a deposição das várias camadas após ondas de

tempestade (A) e de tsunami (B), Depósito induzido pelo tsunami (C) no

Estuário da Boca do Rio. Adaptado de Font et al., (2010). …………………..….15

vi

1. Introdução

Os tsunamis apesar de pouco frequentes têm um enorme potencial destruidor,

comparado com outros eventos naturais. Desde o tsunami de Sumatra em 2004 a

investigação sobre impactos de tsunami tem evoluído. O impacto de tsunami origina

uma inundação, efémera, que produz erosão, sedimentação e retrabalho de sedimentos

costeiros, sendo isto suscetível de preservação e de reconhecimento no registo

sedimentar. No entanto, reconstruir paleotsunamis é ainda difícil, pois é complicado

distinguir estes depósitos de um de tempestade, pois têm mecanismos deposicionais

semelhantes (e.g, Pratt, 2002; Shanmugam, 2006; Tapin, 2007; Dawson and Stewart,

2007; Morton et al., 2007).

Um exemplo de depósito do tsunami, do terramoto de Lisboa de 1755, encontra-se

no Estuário da Boca do Rio, situado no Sul do Algarve, Portugal, que está datado por

termoluminescência, bem descrito e apresentando ótimas condições para preservar o

registo sedimentológico (Font et al, 2010).

Os modelos de inundação AnuGA e COMCOT (Fernandes, 2009) fornecem

parâmetros físicos (inundação, velocidade e correntes) que podem estar ligados a

mecanismos deposicionais (erosão, transporte e deposição) da onda do tsunami. Os

sedimentos relativos ao depósito de tsunami, poderão dar informação, indiretamente

sobre parâmetros físicos e diretamente sobre os mecanismos deposicionais. Para tal, as

técnicas escolhidas são a colorimetria, granulometria e magnetismo.

Variações na cor de testemunhos sedimentares são devidas às características do

sedimento, e por isso também de forma indireta, aos fatores climáticos. Assim estas

variações podem ser devidas à humidade, pois o sedimento mais húmido é mais escuro

que o seco (Giosan et al, 2002), e às características granulométricas do sedimento.

Ainda, a matéria orgânica e os carbonatos afetam a cor do sedimento: com matéria

orgânica o sedimento é mais escuro, com carbonatos o sedimento é mais claro (Giosan

et al, 2002). Estas variações são medidas com o espectrofotómetro Colortron™ que

mede a cor da superfície do sedimento e a transfere para o ColorShop™. Usando a

preferência CIE Lab, que pretende imitar a forma como o olhar humano entende a cor

(Comission Internacionale de l’Éclairage) que segundo Nederbragt et al, ( 2004) é o

mais adequado para apresentar dados de cor paleoambientais. O parâmetro L* que

define luminosidade é afetado pelo conteúdo em matéria orgânica e carbonatos (Helmke

et al, 2002), enquanto os parâmetros a* e b* representam as cromaticidades do

sedimento. (Ver o anexo A para mais informação. “The Color Guide and Glossary” da

X-Rite)

As variações granulométricas e as variações das propriedades magnéticas num perfil

contínuo, refletem mudanças/variações nas componentes mineralógicas, devido à

entrada de sedimento na coluna sedimentar. Os parâmetros granulométricos são

medidos através do Malvern™, enquanto, que as propriedades magnéticas,

1

nomeadamente a suscetibilidade magnética e a desorientação das partículas

ferromagnéticas contidas nos sedimentos, são medidas no KLY-2 kappabridge.

As mudanças na componente mineralógica são largamente influenciadas por variações

climáticas cíclicas (e.g., Ellwood et al, 2007,2008). Neste caso um evento acíclico como

tsunami ou uma Onda de tempestade, que não é controlado pelos ciclos de

Milankovitch, é facilmente detetado, e isto pode se visualizar através de técnicas de

granulometria e de propriedades magnéticas (Font et al, 2010).

Assim o presente trabalho tem como objetivo caracterizar o depósito de tsunami

da Boca do Rio com as técnicas de colorimetria, granulometria e magnetismo. Em

paralelo, tem-se também como objetivo comparar este testemunho com outro de outro

local, verificando assim, os diversos impactos causados nas diferentes zonas costeiras.

2

2. Área de Estudo

O depósito de tsunami escolhido foi o gerado pelo terramoto de Lisboa de 1755

que foi identificado no Estuário da Boca do Rio, no Algarve, a Sul de Portugal que já

foi alvo de estudo e de reconhecimento prévio (Font et al, 2010).

Esta área (baixa energia, costa mesotidal) é um caso próprio de enseada de praia,

que interrompe um troço costeiro rochoso calcário, de forma erosiva e essencialmente

modelado em arribas vivas. Esta interrupção é composta por um vale, que possui uma

forma aplanada e quase horizontal (muito diferente das secções em “V”) resultante do

intenso e continuo preenchimento por parte de aluviões, depositados na existência de

cheias efémeras. (Fig. 1)

Neste vale, são recebidas drenagens de terrenos de natureza calcária com uma grande

quantidade de carga sólida, carga lodosa, de proveniência continental, ao contrário do

aporte de areias, que é diminuto. (Costa et al, 2005)

A cerca de 1km da linha de costa, a ribeira que está incorporada no vale e

desemboca no mar junto ao seu limite nascente, numa diminuta praia de areia e

cascalho, divide-se em 3 afluentes com dimensões diferentes, a Ribeira de Budens, a

Ribeira de Boi e a Ribeira de Vale Barão. (Costa et al, 2005)

Tal como apontado por Font et al (2010), sendo este vale nivelado a uma cota

que excede o máximo de preia-mar de marés vivas, e onde as ondas de tempestade

(Storm-surge) não o ultrapassam, proporciona assim excelentes condições

(Características morfológicas e sedimentares) para preservar registos sedimentológicos

do tsunami de 1755.

O testemunho utilizado foi retirado da posição T4.

Figura 1. (A) Mapa Geológico e estrutural do Estuário da Boca do Rio (retirado de Font et al, (2012); (B) Vista para E da depressão da Boca do Rio (http://www.lagos-luz-sagres.com/beach_gallery3.htm); (C) e (D) Fotografias Pessoais da Amostragem;

3

B

C D

3. Ferramentas e Métodos

3.1. Amostragem

3.1.1. Registo Contínuo

A amostragem pretendia recolher sequencias sedimentares contínuas e

orientadas. As primeiras tentativas de amostragem foram efetuadas com um core de

sucção, mas sem sucesso, devido às características lodosas da área.

Ultrapassando o problema, escavou-se uma vala (Trench) com o auxílio de uma

pá. Nesta vala (T4, Fig. 1) retirou-se da sua parede, uma calha grande (BR-5), ou seja

um testemunho com as seguintes dimensões 4cm x 105cm (Ver Figura 1). A partir desta

calha retirou-se uma calha pequena (BR-5 2cm x 105cm), com o auxílio de uma régua

de metal e uma espátula. Por fim, foi coberta com uma pelicula aderente transparente

(para não perder água e manter o sedimento) e levada para o laboratório.

Ainda nesta calha grande, um conjunto de cubos para paleomagnetismo (2cm x 2cm x

2cm) foram retiradas ao longo dos 105cm, de forma a representar todas as camadas A,B

e C. Antes de retirar estes cubos, obteve-se o azimute da vala para utilizar nos cálculos

de suscetibilidade magnética. Estas caixas intituladas de BR-5 com letras de A a W,

foram guardadas num saco de plástico e já no laboratório preservadas no frigorífico para

evitar a perda de água e a oxidação do sedimento. Sendo posteriormente usadas na

análise das propriedades magnéticas.

Foram retirados mais testemunhos das restantes valas, tendo sido um testemunho

retirado só com uma meia cana manual de 100cm (BR-7).

3.1.2. Subamostragem

Depois de retirada a pelicula aderente transparente da calha pequena (BR-5),

com o auxílio de uma fita métrica e de uma espátula, amostrou-se de 2 em 2cm ao longo

calha, começando do topo para a base. O sedimento amostrado foi colocado em frascos

de plástico, com o respetivo nome e profundidade (BR-5 1-3 até BR-5 103-105),

juntamente com água destilada para o sedimento continuar húmido para posterior

análise de granulometria.

3.2. Aquisição de Imagem

3.2.1. Fotografias

Para ficar um registo de como era o testemunho antes de ser subamostrado e

analisado, e para posteriormente, poder ser comparado com outros, fez-se no laboratório

4

um registo fotográfico de 20cm em 20cm com o auxílio de uma fita métrica. Este

registo, foi feito com uma máquina fotográfica Olympus, utilizando flash e sempre com

o mesmo zoom (HQ 3072x2304; M 1/2000 F 3.2-3.2). As fotografias estão apresentadas

no Anexo B.

3.2.2. Scan

Com o mesmo intuito da fotografia, fez-se um scan ao testemunho, estando a

imagem resultante apresentada no Anexo C.

3.3. Análise de Cor

3.3.1. Amostra Total

No laboratório, trocou-se a pelicula aderente transparente da calha pequena (BR-

5) por uma nova, pois esta tinha bastante humidade, impedindo assim a utilização do

ColortronTM

.

A cor foi medida pelo espectrofotómetro ColortronTM

e analisada pelo programa

ColorShopTM

. Com o auxílio de uma fita métrica, fez-se as medições ao longo da calha

de 2 em 2cm, desde 2cm até 104cm.

Depois de se fazer 3 aquisições completas (triplicados) ao longo da calha (BR-5 I, BR-5

II, BR-5 III), os dados foram exportados para um ficheiro texto e daí para o Excel, para

se tratar os dados da colorimetria. No Excel usou-se apenas a preferência “CIE Lab

Colour” das 3 escolhidas (XYZ Colour, CIE Lab Colour, Spectral Data), fazendo então

a média dos parâmetros L,*a *,b* e respetivos desvios padrões, para serem colocados

no gráfico em função da profundidade.

Seguiu-se a planificação experimental fornecida pela professora que se apresenta

no Anexo D.

3.3.2. Amostra Siliciclástica (Detrítica)

Após as análises granulométricas (ver paragrafo seguinte), colocaram-se as

amostras siliciclásticas, referidas a seguir como detríticas, na estufa a secar (40°C), pois

se ultrapassar esta temperatura, as propriedades das argilas alteram-se. Depois de seco,

moeu-se o sedimento, para as amostras ficarem homogéneas. Este sedimento moído foi

colocado em porta-amostras, onde se fez a medição da cor através do ColortronTM

e do

programa ColorShopTM

como foi explicado no ponto 3.3.1.

Nesta análise alterou-se apenas um passo do procedimento experimental, que foi

alterar o modo de medição de “Absolute Reflectance” para “Reflective (paper)” dando

5

assim a possibilidade de utilizar os valores dos comprimentos de onda como variações

relativas.

3.4. Análises Granulométricas

3.4.1. Amostra Total

A análise granulométrica é feita no granulómetro laser MalvernTM

, utilizando o

programa Malvern MasterSizerTM

. Como há pouca amostra utilizou-se o mini

amostrador, Small Volume Dispersion Unit. Em cada análise o sedimento é adicionado,

aos poucos, até estar nos níveis de dispersão corretos porque se não fica com muita

turbidez dando valores errados, a um gobelé que contém uma solução dispersante (1l de

água destilada/ 1g de Sódio Polifosfato PRS (NaPO3)n), que é feita com a ajuda de um

remoinho e tem como função desagregar as partículas. Entre cada análise lava-se o

circuito com água 3 vezes.

Seguiu-se o procedimento de utilização do Malvern™ fornecida pelo professor,

que se apresenta no Anexo E.

Os dados que são obtidos são exportados para o Excel e introduzidos no

GRADISTAT © (Blott et al, 2010) para calcular os diversos parâmetros

granulométricos.

3.4.2. Amostra Mineral

Depois de analisada a Amostra Total, passou-se as amostras para copos de vidro

(250ml), pois os frascos de plástico eram pequenos e como tinha que se utilizar a placa

de aquecimento, os de vidro são mais adequados.

Com as amostras já preparadas, fez-se um tratamento químico a frio, em que se

adicionou Peróxido de Hidrogénio (H2O2) às amostras para remover a matéria orgânica.

Repetiu-se este processo até as amostras deixarem de reagir, quando estas reagem de

mais, adiciona-se água destilada para acalmar a reação.

Como o aquecimento ajuda a acelerar a reação, quando as amostras pararam de reagir a

frio, fez-se a reação a quente, em que se colocaram os copos numa placa de

aquecimento a aproximadamente 50 °C, e foi-se adicionando mais peróxido de

hidrogénio e repetindo o mesmo processo até deixar de reagir.

Nestas preparações foi necessário o uso da hotte e de luvas, pois o Peróxido de

Hidrogénio é oxidante.

6

Quando as amostras deixaram de reagir, foi sinal que a matéria orgânica tinha sido

removida, e levou-se as amostras minerais para serem analisadas no MalvernTM

repetindo o mesmo procedimento da Amostra Total.

3.4.3. Amostra Siliciclástica (Detrítica)

Para analisar a amostra detrítica, ou mais propriamente dito siliciclástica, tem

que se remover os carbonatos (CaCO3), e para isso é usado o ácido clorídrico (HCl) a

10%, o qual teve que se preparar. Numa proveta de 1000ml, adicionou-se 270ml de

ácido clorídrico (37% PA-ACS-ISO M=36,46), perfazendo o restante com água

destilada.

O ácido preparado foi adicionado às amostras até que elas deixassem de reagir, e só

depois é que foram levadas à centrifugadora, com 4000-4500 rotações/min, para o

sedimento ficar aproximadamente neutro e poder ser analisado no MalvernTM

, pois se

tivesse ácido podia corroer o aparelho. Com a ajuda das fitas de pH, quando este estava

neutro (pH =7) a amostra já podia ser analisada no MalvernTM

, repetindo assim os

procedimentos deste mesmo aparelho.

3.5. Análises de Magnetismo

O método utilizado foi o de Anisotropia de Suscetibilidade Magnética (ASM),

com o objetivo de estudar a orientação das partículas ferromagnéticas, tal como

desenvolvido no laboratório do Instituto Dom Luís em Lisboa.

Para isto, retirou-se do frigorífico as caixas cúbicas (2cm x 2cm x 2cm) do

testemunho BR-5. De seguida, foram definidos os azimutes das amostras, e as caixas

foram marcadas com setas de orientação (Anexo F), para serem colocadas corretamente

no aparelho de medição KLY-2 kappabridge (sensibilidade: 0,05-200,000 x 10-6

SI) que

mede a suscetibilidade magnética através do programa Safir 4WTM

. Posteriormente,

para visualizar os dados, utilizou-se o programa Anisoft42TM

.

7

4. Resultados

4.1. Observações

4.1.1. Unidade A e C

Estas unidades que enquadram as areias da unidade B são lodosas, contém restos

de plantas, ou seja, são muito monótonas em relação à sua textura. Apresentam ainda,

elevado teor em matéria orgânica, sugerindo ambiente de deposição de baixa energia,

pouco contato com ondas, ocasionalmente de águas estagnadas e anóxicas, com

pequena profundidade (Costa et al, 2005. Figura 1 e Anexo B).

4.1.2. Unidade B

Esta unidade, identificada como depósito de tsunami, é uma unidade constituída

essencialmente por areias bioclásticas, por vezes finas. Na base estão burgaus, seixos e

mesmo blocos calcários. No topo, apresenta uma ou duas sequências sedimentares

arenosas com diminuição da dimensão das partículas na direção do topo, e sempre com

a presença de restos de conchas de bivalves marinhos. (Figura 1 e Anexo B)

4.2. Análise de Cor

Os dados de colorimetria da amostra BR-5, estão representados na figura 2,

através de perfis dos parâmetros de Cor CIE Lab, segundo o que está indicado na

introdução e no anexo A.

Na amostra total, os valores de L* na unidade A e C estão na ordem dos 40%,

cores cinzentas. Enquanto que a unidade B, identificada como depósito de tsunami

apresenta picos de variação em relação ao registo contínuo das unidades A e C,

apresentado assim, valores entre 50-60 %, cores mais claras do tom cinzento.

Nos parâmetros a* e b*, tal como no L*, só na unidade B é que há picos de variação

relativamente ao registo contínuo das unidades A e C. O parâmetro a* tem valores entre

2-12, representando uma mistura de cores, cores acinzentadas. O parâmetro b*

apresenta valores entre 30-39, indicando cores mais amareladas.

Na amostra Siliciclástica da unidade A, o parâmetro L* apresenta valores na

ordem dos 85-92 representado assim cores claras, enquanto que a unidade B apresenta

cores mais escuras na ordem dos 63-80 % e por fim a unidade C, com registo contínuo

na ordem dos 70%, mas tudo na gama da cor branca.

Nos parâmetros a* e b* como no L*, a unidade B representa uma unidade de passagem

entre dois registos contínuos, entre unidades A e C. O parâmetro a*, na unidade A tem

valores entre 3-7, em B entre 8-17, em C entre 12-15, resultante de uma mistura de

cores entre verde e vermelho, originando uma cor cinzenta. O parâmetro b*, na unidade

8

0 50 100

L

0 10 20 30 40 50

a b

-20 0 20 40

a b

50 100

L

A tem valores entre 8-13, em B entre 12-28, em C entre 23-28, resultante de cores

amareladas.

4.3. Análises Granulométricas

Os dados granulométricos da amostra BR-5 estão representados na figura 3. Os

resultados foram analisados com base na média do grão (µm), na calibração da amostra

(µm) e na classificação do grão (%) para os 3 tipos de amostra (Amostra Total, Mineral

e Siliciclástica).

Nos 3 parâmetros de análise e nos 3 tipos de amostra, a unidade A e C tem

características similares (Silty Fine - Silte Fino ou Silt Médium - Silte Médio), enquanto

a unidade B, identificada como depósito de tsunami, é representada por vários picos,

atingindo classes granulométricas maiores, como Silte Grosseiro - Silt Coarse e Silte

Muito Grosseiro - Silt Very Coarse, indicando assim a presença de uma maior

percentagem de areia na amostra.

Ainda de notar, que nas unidades A e C, a amostra total tem sempre dimensões

maiores que a amostra mineral e siliciclastica, e a mineral sempre maior que a

siliciclastica, à exceção da unidade B para qual estas relações invertem-se.

Amostra Total Amostra Siliciclástica

Depósito de

Tsunami

9

Figura 2 CIE Lab do testemunho BR-5 para a Amostra Total e Siliciclástica;

0 5 10

Amostra total

Amostra Mineral

Amostra Detritica

De referir igualmente, que na profundidade 34cm, existe um pico abrupto de

granulometria, alcançando as dimensões de Silte Muito Grosseiro - Silt Very Coarse.

Este pico só se verifica na Amostra Total, nas restantes já não se consegue observar.

Figura 3 Média, Calibração (µm) e Classificação do Grão (%) do testemunho BR-5;

4.4. Análises de Magnetismo

Os dados de Suscetibilidade Magnética (SM) são apresentados na figura 4. Estes

valores de SM reportados à massa específica variam entre 4x10 e 3x10-6

m3/kg e estão

na faixa dos valores típicos de rochas sedimentares (Font et al, 2010).

As unidades A e C têm valores de SM similares enquanto que a unidade B é

caracterizada por um pico abrupto (157,8 m3/kg), indicando baixa SM devido a uma

baixa contribuição de óxidos ferromagnéticos e/ou dominância de minerais

paramagnéticos (quartzos, por exemplo) dentro da matriz do sedimento.

% Mud % Areia

Calibração (µm)

Depósito de tsunami

Classificação do Grão (%)

10

Amostra Total Amostra Mineral Amostra Siliciclástica

0 1000 2000 3000 X

Y

-X

-Y

Specimen

coordinate

system

Equal-area

projection

N=23

K1

K2

K3

1.58E-04 2.86E-03Km [SI]

1.000

1.031

P

1.000 1.031 P

-1

1

U

Na figura 4 representando os dados Anisotropia da Suscetibilidade Magnética

(ASM), observa-se uma desorientação total das partículas ao longo de toda a amostra,

estando a vermelho as representantes da unidade B.

Figura 4 Média de Suscetibilidade Magnética (km: Massa especifica) e dados ASM: orientação das partículas

ferromagnéticas do testemunho BR-5;

Depósito de

tsunami Baixa SM devido a

areia e

fragmentos de

concha

(diamagnéticos)

Argilas

Argilas

Argilas

Baixa SM devido à

superfície e

matéria orgânica

(diamagnéticos)

Massa Especifica de

Suscetibilidade Magnética 10-6SI Dados ASM (Anisotropia de

Suscetibilidade Magnética)

11

5. Interpretação e Discussão

Através dos modelos de inundação AnuGA e COMCOT (Fernandes, 2009) e

ainda pela simulação numérica de Font et al (2010), o tsunami de 1755 foi

suficientemente forte para ultrapassar a duna litoral de areia, erodir e afetar

consideravelmente a morfologia do Estuário da Boca do Rio (Anexo G).

Nos 3 tipos de análise (Colorimetria, Granulometria e Magnetismo) observa-se

claramente que a unidade B, identificada como depósito de tsunami, apresenta picos de

variação que a distinguem dos registos contínuos das unidades A e C.

Na Amostra Total da unidade de depósito de tsunami (Unidade B), observa-se

variações nos 3 parâmetros de colorimetria (CIE Lab). Parâmetros, estes, que nesta

unidade, tendem para cores mais claras e amareladas, que são cores típicas de areias,

quartzos, etc. Ao contrário das Unidades A e C que têm cores mais escuras, próprias de

argilas e de sedimentos com matéria orgânica, pois esta dá uma cor escura ao sedimento

(Giosan et al, 2002). Então esta cor amarelada contida no meio de um registo contínuo

de cores de sedimento argiloso e com matéria orgânica, tem que vir de um evento

atípico, como o de uma Onda de Tsunami (Figura 2).

Pode-se confirmar a existência de matéria orgânica no sedimento, através da figura 3,

em que, ao remover a matéria orgânica (Amostra Mineral), a média do grão, ao longo

do testemunho variou consideravelmente. Esta alteração nota-se mais, na base do

depósito de tsunami, pois ficou com dois picos, atingindo o tamanho de Silte Grosseiro

- Silty Coarse. Isto indica que a matéria orgânica estava unida aos grãos sedimentares

ocultando algumas propriedades. Ao remover os carbonatos do testemunho, verificou-se

que estes apresentavam-se em maior quantidade na unidade B, onde a Amostra

Siliciclástica ficou com uma maior percentagem de areia e maior média de grão (Média)

depois dos carbonatos removidos. Então como os carbonatos são constituintes de

fragmentos de conchas, e ainda juntamente com a areia, pertencem a um ambiente

marinho, pode-se afirmar que a Unidade B sofreu um input sedimentar marinho, típico

de uma onda de tsunami (Figuras 1 e 2).

Nos parâmetros Cie Lab, na amostra Siliciclástica depois de se remover a matéria

orgânica e os carbonatos, a amostra ficou mais clara (Giosan et al, 2002). Verifica-se

que a Unidade C tem um perfil contínuo, e que da base do depósito de tsunami até à

superfície, ou seja, após o tsunami, as Unidades A e B ficaram com variações

colorimétricas tendendo para cores mais claras e acinzentadas, principalmente na

Unidade B. O que indica que antes do tsunami (Unidade C) havia um tipo de deposição

sedimentar influenciado pelo mar, com sedimentos mais grosseiros da maré, e que após

o tsunami (A e B) como o perfil está mais irregular, passou a haver outro tipo de

deposição, ou seja, já sofre influência fluvial, como partículas relacionadas com a parte

continental. Isto pode-se confirmar na figura 2 de colorimetria na Amostra Siliciclástica,

ou na figura 3 de Granulometria, como por exemplo na parte da Granulometria que

12

apresenta maior percentagem de areia antes do tsunami (Unidade C), menor

percentagem depois do tsunami (Unidade A) e claro, na unidade B um aumento

considerável em relação às outras, devido ser a zona de depósito.

Na profundidade 34cm nos dados de Granulometria (Figura 3) e só na Amostra

Total, o pico abrupto observado, com dimensões de Silte Muito Grosseiro - Silt Very

Coarse, parece ser devido a um erro de análise, que poderá ter sido da turbidez ao fazer

a leitura. Isto, porque, na Amostra Mineral e Siliciclástica não se observa nenhum pico

nem nada que comprove esta alteração nesta posição. É ainda por observação a olho nu

também não se encontrou nada que comprovasse este pico.

Nos dados de massa específica de Suscetibilidade Magnética (Figura 4) verifica-

se que o depósito de tsunami é bem caraterizado por um sinal muito baixo de SM, e isto

é devido à presença de quartzo e fragmentos de concha que são diamagnéticos, ou seja,

apresentam uma SM muito baixa e diluem o sinal original. Estes sinais diamagnéticos,

indicam a presença de areia e de constituintes que são comuns no ambiente marinho e

estão intercalados por duas unidades compostas de argila. Então o tsunami pode ter sido

o responsável por trazer estes compostos, por exemplo da duna litoral de areia, para o

meio terrestre e tê-los retrabalhado. Sendo que, com o passar dos anos foi se

acumulando material terrestre por cima dessa camada, originando uma camada argilosa,

camada A, que devido a estar em contato com a superfície e ter muita MO apresenta

uma SM baixa.

Como se pode ver nos Dados ASM (Figura 4), o testemunho BR-5 apresenta uma

desorientação de minerais em toda a amostra, o que não era esperado. Esta

desorientação era esperada apenas na unidade do depósito de tsunami, com os pontos

marcados a vermelho. Esta desorientação não pertence a um sistema de decantação

(ribeira) e tsunami, mas sim devido ao testemunho ter sido retirado com o auxílio do

martelo, o que perturbou a direção dos minerais. Em comparação tem-se o testemunho

BR-7 que foi retirado com um amostrador Meia-Cana manual de 100cm, onde os

minerais estão orientados, como esperado, só que não chegou ao depósito de tsunami

faltando assim sedimento no core (ver Anexo H).

Na Amostra Siliciclástica, nos 3 gráficos da figura 5, verifica-se que a Unidade

B é uma mistura das Unidades A e C, à exceção de 3 pontos (68,70 e 74 cm) que estão

mais afastados da reta de regressão linear. Contudo, como a Unidade B, é

maioritariamente uma mistura de material autóctone (Unidade A e C) e possui pouco

material proveniente do mar (alóctone – 68,70 e 74cm), é difícil observar as diferenças

entre um depósito de tsunami e de Onda de Tempestade.

13

68cm

70cm

74cm

y = -0,3324x + 36,63 R² = 0,2754

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

61 71 81 91 101

Mé

dia

µm

(G

ran

ulo

me

tria

)

L

Média (µm) vs L

Unidade B

Unidade A

Unidade C

Linear (Série1)

68cm

70cm

74cm

y = 0,4308x + 5,8815 R² = 0,1215

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

0 5 10 15 20

Mé

dia

µm

(G

ran

ulo

me

tria

)

a

Média (µm) vs a

Unidade B

Unidade A

Unidade C

Linear (avsAS)

68cm

70cm

74cm

y = 0,2481x + 5,3673 R² = 0,1065

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

0 5 10 15 20 25 30

Mé

dia

µm

(G

ran

ulo

me

tria

)

b

Média (µm) vs b

Unidade B

Unidade A

Unidade C

Linear (bvsAS)

Figura 5. Granulometria vs Colorimetria. (A) Média (µm) vs L; (B) Média (µm) vs a; (C) Média (µm) vs b;

A

B

C

14

Em função das características sedimentológicas, a Unidade A estava mais para

continente em relação à Unidade C. Passado o tsunami, como este tem um enorme

poder de refluxo, houve uma regressão, onde as Unidades A e C, passaram a estar mais

próximas do mar. (Figura 6)

15

A C

A C

A

C B

Depósito induzido pelo tsunami

Figura 6. Ilustração do modelo sintético e a deposição das várias camadas após ondas de tempestade (A) e de tsunami (B), Depósito induzido pelo tsunami (C) no Estuário da Boca do Rio. Adaptado de Font et al., (2010).

C

B

A

6. Conclusões

Através dos modelos de inundação AnuGA e COMCOT (Fernandes, 2009) e

ainda pelos modelos de inundação testado por Font et al (2010), mostram que o tsunami

associado ao terramoto de 1755 em grande parte ultrapassou a barreira litoral e

depositou sedimentos aproximadamente até 1km do interior com um máximo de run up

de 7m, com inundações de profundidade entre 0,5-6m e velocidades de corrente 2-7m/s.

Os dados de colorimetria e granulometria indicam que antes do tsunami (Unidade C)

havia um tipo de deposição sedimentar influenciado pelo mar, com sedimentos mais

grosseiros da maré, e que depois do tsunami (Unidades A e B) passou a haver outro tipo

de deposição com influência fluvial, como partículas relacionadas com a parte

continental. Contudo, o depósito induzido pela onda de tsunami apresenta uma

granulometria maior, na ordem das areias, o que leva, a que a sua cor seja mais clara e

amarelada, em relação às restantes unidades. O que indica, que o que originou este

depósito foi um evento atípico como a onda de tsunami.

Os dados Magnéticos indicam que o depósito induzido pelo tsunami é caracterizado por

uma baixa suscetibilidade magnética devido a areias (diamagnéticos) arrancadas da

duna litoral e misturadas e retrabalhadas com os materiais do interior do Estuário,

devido à onda de tsunami.

Através dos dados ASM pode-se concluir que o Amostrador Meia-Cana manual de 100

cm é uma melhor opção do que a Calha Grande com o auxilio do martelo, para retirar

testemunhos sedimentares com os minerais orientados e para fazer este tipo de análise

(ASM), pois o martelo perturba a direção dos minerais. A meia-cana manual juntamente

com as restantes ferramentas (colorimetria, granulometria, magnetismo), são originais e

promissoras para identificar depósitos induzidos por tsunamis em enseadas de praia e

Estuários do género.

Com as relações entre granulometria e colorimetria, através da figura 5 pode-se concluir

que no depósito de Tsunami há maioritariamente mistura de material autóctone, e que

este possui pouco material alóctone (mar).

Todos estes resultados apontam para um cenário onde a energia libertada pela

onda do tsunami, é suficientemente forte para erodir quantidades importantes de areia e

compostos marinhos da duna litoral, e misturar e retrabalhar com materiais de 1m de

profundidade. Também se pode confirmar que o material do depósito induzido pelo

tsunami é proveniente de zonas onshore em vez de áreas offshore.

16

Referências Bibliográficas

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http://pt.scribd.com/doc/14002190/XRite-The-Color-Guide-and-Glossary-

Communication-Measurement-and-Control-for-Digital-Imaging-and-Graphic-Arts.

18

Anexos

Anexo A A informação seguinte foi retirada do site:

http://dba.med.sc.edu/price/irf/Adobe_tg/models/cielab.html

“CIELAB is the second of two systems adopted by CIE in 1976 as models that better showed

uniform color spacing in their values. CIELAB is an opponent color system based on the earlier

(1942) system of Richard Hunter called L, a, b. Color opposition correlates with discoveries in

the mid-1960s that somewhere between the optical nerve and the brain, retinal color stimuli are

translated into distinctions between light and dark, red and green, and blue and yellow. CIELAB

indicates these values with three axes: L*, a*, and b*. (The full nomenclature is 1976 CIE

L*a*b* Space.)

The central vertical axis represents lightness (signified as L*) whose values run from 0 (black)

to 100 (white). This scale is closely related to Munsell's value axis except that the value of each

step is much greater. This is the same lightness valuation used in CIELUV.

The color axes are based on the fact that a color can't be both red and green, or both blue and

yellow, because these colors oppose each other. On each axis the values run from positive to

negative. On the a-a' axis, positive values indicate amounts of red while negative values indicate

amounts of green. On the b-b' axis, yellow is positive and blue is negative. For both axes, zero is

neutral gray:

Therefore, values are only needed for two color axes and for the lightness or grayscale axis

(L*), which is separate (unlike in RGB, CMY or XYZ where lightness depends on relative

amounts of the three color channels).

CIELAB has become very important for desktop color. Like all CIE models, it is device

independent (unlike RGB and CMYK), is the basic color model in Adobe PostScript (level 2

and level 3), and is used for color management as the device independent model of the ICC

(International Color Consortium) device profiles. “

19

Anexo B Fotografias do testemunho BR-5.

(Depósito de tsunami)

Unidade A Unidade B Unidade C

20

Anexo C Scan do testemunho BR-5.

Unidade A

Un

idad

e B

(De

pó

sito

de

Tsu

nam

i)

Unidade C

21

Anexo D

PROTOCOLO COLORTRON

22

Anexo E Protocolo Malvern

23

Anexo F

A informação seguinte foi retirada do site: http://www-odp.tamu.edu/publications/tnotes/tn34/tn34_4.htm

Kappabridge KLY-2

“The Kappabridge KLY-2 magnetic susceptibility system measures MS and AMS of

hard rock or sediment samples at sensitivities of 0.05 x 10–6

SI to 200,000 x 10–6

SI

within a series of 11 ranges. The instrument's operation is based on measurements of

inductivity changes in a coil due to a rock specimen. The semiautomatic inductivity

bridge is operated in conjunction with a Pentium PC and manufacturer-supplied

software. The software package includes tensor calculation and statistics, graphic data

display and printout, and data storage.

For magnetic anisotopy determinations, susceptibilities are measured in 15 directions

(Figura abaixo); the susceptibility tensor is determined using the least-squares method,

and the accuracy of the anisotropy is determined according to the methods of Hext

(1963) and Jelinek (1978). The standard sample size is 10 cm3, although fragments may

be measured in a 40-cm3 container. The front panel contains the power and start/reset

switches, a range selector, a status display, a zero setting, and a digital data display.

Details of instrument operation and data analysis are provided in a manual supplied by

the manufacturer. Other accessories include a computer interface manual, a step-by-step

operation manual, and reports from users on previous legs. Also, various specimen

holders and a calibration standard can be found in a black briefcase stored in the

laboratory. “

24

Anexo G

Figura retirada de Fernandes (2009).

“Figure 3.10: Comparison of the modelled inundation extents with the tsunami sedimentary layer extents at Boca do Rio.”

25

Anexo H

Figura retirada de Font et al, (2012).

Massa Especifica de SM e ASM do testemunho BR-7 (Amostrado com meia cana manual de

100cm).

26