Zonas costeiras, as águas costeiras e estuarinas são as partes do mar que dominam de forma esmagadora os nossos assuntos quotidianos. Nosso uso do oceano em rápida expansão, aumentando a excursão sobre ele e a entrada nele estão principalmente relacionados a processos que ocorrem em águas rasas.
Além disso, é principalmente nas águas costeiras que as ações humanas, como descarga de resíduos, pesca, dragagem, mineração, perfuração e estruturas costeiras, têm seu maior impacto no oceano. Dessa maneira, as águas costeiras e as terras submersas subjacentes são as áreas de maior interesse científico e controvérsia jurisdicional.
Fatores que determinam os tipos de Zonas costeiras
Embora existam processos gerais que se aplicam a todas as costas, também existem diferenças significativas entre os tipos costeiros. Assim, os mais importantes desses processos são:
- tectônica;
- exposição a ondas, ventos e correntes oceânicas;
- amplitude das marés e intensidade da corrente;
- abastecimento de sedimentos e seu transporte ao longo da costa; e
- clima costeiro.
Primeiramente, a posição e configuração da plataforma continental e costa adjacente estão relacionadas com o movimento das placas tectônicas. Este cenário geológico e a exposição às ondas são os dois fatores mais significativos na determinação dos processos próximos à costa.
Ondas, ventos e correntes são as principais forças propulsoras dos processos costeiros e modificaram extensivamente a costa pela erosão e deposição de sedimentos. O clima costeiro depende principalmente da latitude e da localização dos principais sistemas de correntes oceânicas e atmosféricas.
Os extremos no clima costeiro associados à latitude resultam nos aspectos únicos característicos das costas árticas no norte e nas costas dos recifes de coral perto do equador.
Os processos tectônicos e paleoclimáticos importantes para a configuração geológica das costas operam nas maiores áreas e têm as maiores escalas de tempo. Uma vez que as características de grande escala de uma costa estão associadas à sua posição em relação às margens das placas, as placas tectônicas fornecem uma base conveniente para a classificação de primeira ordem das costas, ou seja, dimensões litorâneas de cerca de 1000 km (Inman e Nordstrom, 1971). Tal classificação leva à definição de três tipos tectônicos gerais de costas:
- costas de colisão,
- costas de bordo de fuga e
- costas marítimas marginais.
Costas de colisão
As costas de olisão são aquelas que ocorrem ao longo das margens das placas ativas, onde as duas placas estão em colisão ou colidindo uma com a outra. Tecnicamente, esta é uma área de compressão e consumo crustal. Estas costas são caracterizadas por estreitas plataformas continentais delimitadas por bacias profundas e fossas oceânicas.
Desfiladeiros submarinos cortam as prateleiras estreitas e entram em águas profundas. A costa costuma ser acidentada e apoiada por falésias e cadeias de montanhas costeiras; terremotos e vulcanismo são comuns. As falésias e montanhas contêm frequentemente terraços marinhos elevados que representam antigas relações entre o nível do mar e a terra.
As costas ocidentais da América do Sul e Central são exemplos típicos de costas de colisão. Embora grande parte da costa da Califórnia seja agora um terreno que se move para o norte associado à falha de San Andreas, esta costa mantém a maioria das características de sua história de colisão.
Costas de bordo de fuga
As costas de borda de fuga ocorrem na borda de fuga de uma massa de terra que se move com a placa. Eles estão, portanto, situados em margens continentais passivas que formam a porção estável da placa, bem distantes das margens da placa. As costas leste da América do Norte e do Sul são exemplos de costas maduras de borda posterior.
Essas costas geralmente têm amplas plataformas continentais que se inclinam para águas mais profundas sem uma trincheira de fronteira. Assim, a planície costeira também é tipicamente larga e baixa e geralmente contém lagoas e ilhas-barreira, como na costa leste das Américas.
Costas marítimas marginais
As costas marítimas marginais são aquelas que se desenvolvem ao longo das costas dos mares encerrados por continentes e arcos insulares. Com exceção do Mar Mediterrâneo, essas costas geralmente não ocorrem ao longo das margens das placas, uma vez que as margens do centro de expansão são comumente em bacias oceânicas, enquanto as bordas de colisão das placas enfrentam os oceanos.
Essas costas são normalmente delimitadas por amplas plataformas e mares rasos com linhas costeiras irregulares. As planícies costeiras das costas marítimas marginais variam em largura e podem ser delimitadas por colinas e montanhas baixas.
Os rios que desaguam no mar ao longo das costas marítimas marginais muitas vezes desenvolvem extensos deltas devido à intensidade reduzida da ação das ondas associada a pequenos corpos de água. Costas marítimas marginais típicas fazem fronteira com os Mares do Sul e do Leste da China, o Mar de Okhotsk e o Golfo do México.
É evidente que as contrapartes morfológicas das costas de colisão, costas de bordo de fuga e costas marítimas marginais são respectivamente: costas montanhosas e montanhosas de plataforma estreita, costas planas de plataforma larga e costas montanhosas de plataforma larga.
Uma classificação completa também incluiria costas formadas por outros agentes, como erosão glacial, impulso de gelo e organismos construtores de recifes, acrescentando dois outros tipos de costa: costas criogênicas e costas biogênicas. Exemplos comuns dos dois últimos tipos costeiros descritos aqui são costas árticas e costas de recifes de coral.
Paleoclima e mudança do nível do mar
O clima, através do controle da glaciação, é o principal fator que leva às mudanças no nível do mar. A Época do Pleistoceno é caracterizada por ciclos de períodos frios e quentes alternados, produzindo estágios glaciais e interglaciais.
O último estágio glacial, conhecido como Wisconsinan, teve um máximo de cerca de 18.000 anos AP. Desde aquela época, o clima esquentou causando o derretimento das geleiras e o aumento do nível do mar no que é geralmente conhecido como transgressão Flandriana .
Os registros do medidor de maré indicam que o nível do mar ainda está subindo em nível mundial (eustático) a uma taxa de cerca de 15 cm por século, e há a possibilidade distinta de uma taxa aumentada de aumento.
Devido ao efeito estufa do dióxido de carbono liberado pelo homem nos próximos anos. Esta subida contínua do nível do mar aumenta a erosão das falésias e produz um recuo gradual das praias e ilhas-barreira à escala mundial. Se todo o gelo da Terra derretesse, elevaria o nível do mar cerca de 78 metros acima do nível atual.
As curvas do nível do mar para áreas degelo mostram uma emergência líquida devido ao rebote glacial associado à remoção da carga de gelo. A atual, relativamente longa, quase estagnação no nível do mar produziu linhas costeiras que são únicas para o Holoceno e provavelmente para toda a época do Pleistoceno.
O nível do mar (zonas costeiras) tem estado relativamente alto durante os últimos três mil a seis mil anos, acentuando as amplas plataformas esculpidas na plataforma continental durante este e outros arquibancadas anteriores. Como consequência, os vales dos riachos cortados no nível do mar mais baixo estão se enchendo; os riachos perto da costa estão nivelados; e os litorais geralmente têm longas e contínuas praias de areia.
Processos das zonas costeiras
As semelhanças e diferenças nos tipos costeiros são mais facilmente compreendidas em termos das células de circulação costeira e do balanço de sedimentos nas células litorais. As células de circulação costeira determinam o caminho da circulação de água impulsionada pelas ondas em uma escala local de cerca de 1 km em praias oceânicas, enquanto o balanço de sedimentos diz respeito às fontes, caminhos de transporte e sumidouros de sedimentos em uma célula litoral de comprimento costeiro de 10 km a 100 km.
Células de circulação
A interação das ondas de superfície que se movem em direção à praia com outras ondas aprisionadas que viajam ao longo da costa produz zonas alternadas de ondas altas e baixas que determinam a posição das correntes de retorno que fluem em direção ao mar. As correntes de retorno são o fluxo de retorno para o mar para as correntes litorâneas que fluem paralelamente à costa dentro da zona de rebentação.
O padrão que resulta desse fluxo assume a forma de um redemoinho ou célula horizontal, chamado de célula de circulação nearshore. As células de circulação são onipresentes onde quer que as ondas quebrem ao longo das praias arenosas. Dessa maneiro o fluxo intenso e concentrado de suas correntes marítimas é a principal causa de afogamento de nadadores inexperientes.
O sistema de circulação produz um intercâmbio contínuo entre as águas da zona de arrebentação e da plataforma. Assim, atuando como um mecanismo de distribuição de nutrientes e como um mecanismo de dispersão do escoamento superficial. A água offshore, transportada para a zona de arrebentação pelas ondas quebrando, e o material particulado é filtrado nas areias da face da praia. O escoamento da terra e os poluentes introduzidos na zona de rebentação são transportados ao longo da costa. Dessa maneira, misturados com as águas costeiras pelas correntes de retorno que fluem para o mar.
Além disso, células de circulação costeira de grande dimensão estão associadas aos cânions submarinos que cortam as plataformas rasas do mundo. Os desfiladeiros submarinos atuam como condutos estreitos e profundos conectando as águas rasas da plataforma com as águas mais profundas da costa. Às vezes, fortes fluxos de água em direção ao mar ocorrem nos cânions, assemelhando-se a correntes de retorno em larga escala.
Correntes “cânions”
Essas fortes correntes em cânions submarinos (zonas costeiras) parecem ser causadas por uma combinação única de interações ar-mar-terra consistindo em:
- um acúmulo de água ao longo da costa causado por fortes ventos em terra,
- pulsos de água causada pelo agrupamento alternado de alta e baixa (surf beat) das ondas incidentes,
- um seiche de plataforma excitado pelas ondas e pelas flutuações de pressão no campo de vento e
- a formação de correntes contínuas no desfiladeiro à medida que o peso acumulado do sedimento desalojado pelas correntes supera a estratificação de densidade das águas mais profundas.
Células litorais e o depósitos de sedimentos nas zonas costeiras
Uma abordagem básica para entender a importância relativa dos processos costeiros é comparar o potencial do mar para erodir a terra com o potencial da terra para fornecer produtos de erosão terrestre. Tal comparação, em última análise, se resolve no equilíbrio entre o orçamento de energia em ondas e correntes e o orçamento de sedimentos disponíveis para transporte.
É claro que esse equilíbrio varia muito de um lugar para outro e, mesmo nas áreas mais bem estudadas, é pouco compreendido. No entanto, estimativas de ordem de magnitude podem ser tentadas considerando os tipos de forças motrizes e a resposta sedimentar resultante em termos do balanço de sedimentos.
As ondas movem a areia para dentro, para fora e ao longo da costa. Uma vez estabelecido um perfil de praia de equilíbrio, o transporte principal é ao longo da costa. A teoria e as medições mostram que a taxa de transporte de areia ao longo da costa é proporcional ao fluxo de tensão das ondas.
O balanço de sedimentos para uma região, obtido avaliando as contribuições e perdas sedimentares para a região e sua relação com as várias fontes de sedimentos e mecanismos de transporte. A determinação do balanço de sedimentos não é uma tarefa simples, pois requer o conhecimento das taxas de erosão e deposição, bem como o conhecimento da capacidade dos diversos agentes de transporte.
Cada célula contém um ciclo completo de transporte litorâneo e sedimentação, incluindo caminhos de transporte e fontes e sumidouros de sedimentos. As células litorais assumem uma variedade de formas, mas existem dois tipos básicos. Uma é característica de costas de colisão com cânions submarinos, enquanto a outra é mais típica de costas de borda de fuga onde os rios desembocam em grandes estuários
