Evolução em longo-termo de escarpas em margem passiva continental a partir da migração de divisores : o caso da escarpa devoniana e da Serra do Paranapiacaba, estado do Paraná

Abstract

Resumo: Escarpamentos localizados em áreas de margens passivas continentais apresentam históricos evolutivos complexos, associados principalmente a processos de pirataria fluvial e de migração de divisores de drenagem. Localizadas na Margem Continental Passiva Sul-Americana, no estado do Paraná, a Escarpa Devoniana e a Serra do Paranapiacaba marcam os divisores entre o Vale do Alto Ribeira (localizada em uma bacia oceânica), a Depressão do Piraí e o Reverso da Escarpa (localizados em bacias continentais). Assim, com o objetivo de formular um modelo evolutivo do relevo da Escarpa Devoniana e da Serra do Paranapiacaba e de suas áreas adjacentes, foram executadas as seguintes etapas metodológicas: 1) escolha do modelo digital de elevação e dos parâmetros de delimitação da rede de drenagem; 2) análise geomórfica a partir de dados topográficos e derivados, de dados estruturais e de dados geomórficos; 3) Predição de mobilidade dos divisores de drenagem; 4) Análise das concentrações dos nuclídeos cosmogênicos 10Be e 26Al produzidos in-situ e cálculo das taxas de denudação e das taxas de migração dos divisores de drenagem. A análise geomórfica evidencia o controle tectônico sobre o relevo local, com a atuação tanto das estruturas associadas ao Arco de Ponta Grossa (APG) quanto ao Sistema de Riftes Continentais do Sudeste Brasileiro (SRCSB). Associada às taxas de denudação, reforçam a distinção entre os três compartimentos da área de estudo, onde o Vale do Alto Ribeira tem apresentado processos denudacionais mais intensos comparados aos demais. Estes processos denudacionais, por sua vez, têm gerado processos de migração de divisores. As taxas de migração obtidas variam entre 192,13,3±15,6 e 4,7±1,5 m/Ma, e indicam que: i) os divisores coincidentes aos escarpamentos migram sobretudo do Vale do Alto Ribeira em direção aos demais compartimentos; ii) os divisores coincidentes aos escarpamentos que separam a Depressão do Piraí do Reverso da Escarpa, a migração se dá do primeiro em direção ao segundo, exceto por um divisor que se encontra estável. As direções indicadas pelo cálculo das taxas de migração foram validadas pela predição de mobilidade de divisores e pelos mapeamentos pretéritos de capturas fluviais. A partir da discussão integrada dos resultados, conclui-se a evolução Quaternária dos escarpamentos é controlada sobretudo pelos níveis de base locais e regionais. A diferença entre eles têm gerado processos de migração de divisores de drenagem (seja de maneira gradual, seja através de capturas fluviais) que por sua vez controlam o recuo erosivo das escarpas. Em segundo plano, a denudação diferencial resultado do controle litológico e o controle estrutural também apresentam importante função na evolução dos escarpamentos. Como considerações finais, as discussões da presente tese abrem um novo leque de perguntas e possibilidades de pesquisa acerca do processo evolutivo do relevo da área de estudo.

Abstract: Escarpments located in areas of passive continental margins have complex evolutionary histories, mainly associated with processes of fluvial piracy and migration of drainage divides. Located on the South American Passive Continental Margin in the state of Paraná, the Devonian Escarpment and the Paranapiacaba Mountains mark the dividing lines between the Upper Ribeira Valley (located in an ocean basin), the Piraí Depression and the Reverse Side of the Escarpment Plateau (located in continental basins). Therefore, in order to formulate an evolutionary model of the relief of the Devonian Escarpment and the Serra do Paranapiacaba and its adjacent areas, the following methodological steps were carried out: 1) choice of digital elevation model and drainage network delimitation parameters; 2) geomorphic analysis based on topographic and derived data, structural data and geomorphic data; 3) Prediction of drainage divide mobility; 4) Analysis of the concentrations of cosmogenic nuclides 10Be and 26Al produced in-situ and calculation of denudation rates and calculation of drainage divide migration rates. The geomorphic analysis shows tectonic control over the local relief, with structures associated with both the Ponta Grossa Arch (APG) and the Southeast Brazilian Continental Rift System (SRCSB). Associated with the denudation rates, they reinforce the distinction between the three compartments of the study area, where the Upper Ribeira Valley has shown more intense denudational processes compared to the others. These denudational processes, in turn, have generated divide migration processes. The migration rates obtained vary between 192.8±13.3 and 4.7±1.5 m/Ma, and indicate that: i) the divides coinciding with the escarpments migrate mainly from the Upper Ribeira Valley towards the other compartments; ii) the divides coinciding with the escarpments separating the Piraí Depression from the Reverse Side of the Escarpment Plateau migrate from the former towards the latter, except for one divide which is stable. The directions indicated by the calculation of migration rates were validated by predicting the mobility of dividers and by past mapping of river captures. Based on an integrated discussion of the results, it can be concluded that the Quaternary evolution of the escarpments is controlled mainly by local and regional base levels. The difference between them has generated processes of drainage divide migration (either gradually or through river captures) which in turn control the erosive retreat of the escarpments. In the background, differential denudation as a result of lithological control and structural control also play an important role in the evolution of the escarpments. As final considerations, the discussions in this thesis open up a new range of questions and research possibilities about the evolutionary process of the relief in the study area.