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Trabalho sobre Zonas de Vertente (definição, como se formam, factores que influem, tipos), realizado no âmbito da disciplina de Geologia (12º ano).
O trabalho desenvolvido no âmbito da disciplina de Biologia – Geologia visa a exploração de uma situação, integrada no Tema 4 – Ocupação Antrópica e Problemas de Ordenamento, apelando aos riscos relacionados com a ocupação do Homem em zonas geomorfológicas consideradas muito perigosas.
Desta forma, o nosso trabalho de pesquisa incidirá nas Zonas de Vertente, focando a sua definição, como estas se formam, os factores que nestas influem, bem como a explicitação dos diferentes tipos existentes. Por fim, surgirá um tópico em que serão abordadas medidas de prevenção e, consequentemente de minimização dos riscos.
Podemos definir zonas de vertente como locais, de constituição rochosa, com ou sem vegetação, que apresentam um declive acentuado e que estão sujeitos à acção de processos de meteorização e erosão.
A meteorização encarrega-se de desgastar as rochas, evidenciando-se, a meteorização mecânica, que consiste em diferentes processos:
Embora a meteorização química também actue sobre as rochas esta não tem um contributo tão grande como a mecânica. Ocorre essencialmente em zonas quentes e húmidas através de quatro tipos de reacções distintos:
Podemos ainda referir a meteorização químico-biológica, que consiste na acção, sobre as rochas, dos fluidos produzidos pelos seres vivos.
Dentro destes processos de meteorização destaca-se a acção da água (principalmente através das chuvas) e a acção dos seres vivos (acção destrutiva do homem).
Após a meteorização tem inicio a erosão.
Nestes locais, a erosão deve-se principalmente:
A erosão hídrica nas zonas de vertente é provocada essencialmente pelas chuvas, que constituem assim o principal agente erosivo nestes locais. O impacto das gotas consiste na primeira fase de erosão hídrica; a água acumula-se e vai-se deslocando através do terreno inclinado, provocando ainda mais erosão.
Figura 1 – Erosão Hídrica
Os próprios movimentos de massa representam também um agente erosivo de destaque. As massas rochosas que se movimentam por zonas de risco de desabamento, podem provocar desequilíbrios e abalos que conduzem a outros deslocamentos de massas.
Em certas zonas de vertente o vento constitui também um agente erosivo, que actuando sobre as rochas, por vezes em conjunto com alguns sedimentos, funciona como uma lixa que as vai desgastando.
Figura 2 – Erosão Eólica
Em Portugal, grande parte das zonas de vertente existentes podem ser encontradas em zonas litorais.
O conjunto dos vários processos de meteorização e erosão além de desgastarem as rochas, estão na base dos movimentos de massa.
Movimentos de massa definem-se como situações em que se dá o deslocamento, mais ou menos lento, de conjuntos de materiais sólidos (rochosos), normalmente de forma brusca e inesperada, ao longo de uma vertente.
Figura 3 – Movimentos de massa ao longo de uma vertente
Os movimentos do terreno são, antes de qualquer factor, fortemente condicionados pela força da gravidade. Sendo assim, o contexto geológico e as características geomorfológicas de um determinado local, condicionam a ocorrência de qualquer movimento de massa.
Contexto Geológico:
1) Tipo e características das rochas constituintes da zona:
Rochas que apresentem uma menor resistência a fracturas (ex. rochas com foliação) tendem a quebrar-se (quando sujeitas a uma força de determinada intensidade) e a originar um movimento de massa;
A existência de fracturas e poros nas rochas vai facilitar a acção dos agentes de meteorização e erosão;
A presença da água em certos constituintes rochosos da vertente (por exemplo, as argilas) pode provocar a diminuição da coesão entre estes (meteorização química: dissolução/hidratação), contribuindo para a sua erosão.
2) Orientação e inclinação das camadas constituintes da zona:
Quanto maior o grau de inclinação da vertente mais se vai fazer sentir a acção da força gravítica, que é aplicada a todas as partículas independentemente da sua distância ao solo.
3) Presença/ausência de vegetação:
A cobertura vegetal além de funcionar como um elemento de agregação do solo desempenha um papel protector, defendendo a zona de vertente contra a erosão, diminuindo os seus efeitos sobre as vertentes. Na ausência desta cobertura a zona de vertente encontra-se mais sujeita à acção da meteorização e da erosão facilitando a ocorrência de movimentos de massa.
Estes factores vão atrasar ou retardar a ocorrência de um movimento em massa.
Características geomorfológicas:
O declive do terreno, em conjunto com a gravidade, revela-se como o principal factor que influencia o deslocamento de massas.
Figura 4 - Terreno Horizontal: Estável
Figura 6 – Terreno pouco inclinado: moderadamente estável Figura 7 – Terreno muito inclinado: Instável. A inclinação consegue vencer o atrito.São factores que resultam de alguma alteração introduzida na vertente.
Contexto Geológico:
A força de atrito numa vertente desempenha um papel importante, porque impede o deslocamento dos materiais. Esta força é controlada por alguns factores, como o grau de coesão dos materiais e o efeito de ancoragem que pode ser realizada pelo conjunto das raízes das plantas. E também a quantidade de água no solo pode ser determinante para criar instabilidade numa vertente.
Principais factores desencadeantes:
Precipitação:
Fig.8: Processos erosivos decorrentes de ocupação de encostas.
Ocorrência de sismos:
Um sismo, também chamado de terramoto, é um fenómeno de vibração brusca e passageira da superfície da Terra, resultante de movimentos subterrâneos de placas rochosas, de actividade vulcânica, ou por deslocamentos (migração) de gases no interior da Terra, principalmente metano. O movimento é causado pela liberação rápida de grandes quantidades de energia sob a forma de ondas sísmicas.
Fig.9: Sismo
Os sismos e as vibrações que os mesmos provocam, poderão fazer com que formações rochosas, que se encontram em posições instáveis, venham a sofrer uma derrocada.
Tempestades nas zonas costeiras:
Uma tempestade ou tormenta ou ainda um temporal é um estado climático de curta duração marcado por ventos fortes (como nos tornados e ciclones tropicais), trovoadas, e precipitação forte - geralmente, chuva, ou, em alguns casos, granizo, ou neve, neste último caso, a tempestade sendo chamada de tempestade de neve.
Fig.10: Tempestade
As tempestades no mar afectam principalmente as zonas costeiras mais escarpadas, uma vez que o movimento prolongado das ondas nas proximidades costeiras desgasta as paredes rochosas das escarpas e pode provocar, consequentemente, queda de blocos, normalmente de grandes dimensões.
Acção do Homem:
Destruição do coberto vegetal: as plantas são um elemento de fixação do solo. Quando se destrói o coberto vegetal, a erosão ocorre de forma mais rápida e com efeitos devastadores.
Remoção dos terrenos para abertura de novas estradas ou construções: quando esta actividade não é efectuada com o devido controlo, o seu efeito pode ser devastador.
Fig.11: Destruição do coberto vegetal
Os deslocamentos de massas podem ainda ocorrer, com uma certa facilidade, em locais onde existam falhas. Quando sujeitas a dobras, as massas rochosas encontram-se sob a acção duma meteorização e erosão que acabam por ter um maior efeito devido às falhas, além de o declive da zona ser alterado.
Fig.12: Falha de Santo André
Fig.13: Dobra e falha
A classificação dos tipos de zonas de vertente é baseada num conjunto de critérios como o tipo de mecanismo, a morfologia, o tipo de rotura, o tipo de material, a velocidade de avanço, o conteúdo em água, a idade, a geometria da área de rotura e/ou o depósito resultante, as causas da rotura, o estado da actividade, a amplitude do movimento, entre muitos outros critérios.
O desabamento (fall) é definido como uma deslocação de solo ou rocha a partir de um escarpado ao longo de uma superfície onde os movimentos tangenciais são nulos ou reduzidos. Este tipo de movimento trata-se de um movimento de massa brusco, em que o material se desloca predominantemente pelo ar, por queda, saltação ou rolamento com uma elevada velocidade.
Para além disso neste tipo de movimento é normal a existência de roturas e fractura e são também característicos de um grande potencial destruidor, especialmente quando o material se desloca a grandes velocidades.
Em climas com fortes amplitudes térmicas a termoclastia provoca frequentes quedas de blocos e também a alteração química da rocha devida à “filtração” da água através das fissuras é responsável por muitas quedas de blocos, principalmente em litologias carbonatadas.
Por vezes o mecanismo indutor directo é um sismo e com frequência, na base, existe depósito de sopé (que os processos marinhos ou fluviais vão erodindo).
Fig.14: Quedas de Blocos
O Balanceamento consiste na rotação de uma massa de solo ou rocha, a partir de um ponto ou eixo situado abaixo do centro de gravidade de massa afectada, devido essencialmente à influência da gravidade e à acção de orcas laterais.
Este movimento é comum em massas rochosas com descontinuidades inclinadas de modo contrário ao declive, desenvolvendo-se lentamente e pode ou não evoluir para desabamento ou deslizamento, em função da geometria da massa afectada e da extensão e orientação dos planos de estratificação e/ou diacláses.
Fig.15: Balançar de rochas
O deslizamento (slide) define-se como um movimento de solo ou rocha que ocorre dominantemente ao longo de planos de rotura ou de zonas relativamente estreitas, alvo de intensa deformação tangencial. A massa deslocada durante o movimento permanece em contacto com o material subjacente não afectado, apresentando graus de deformação variáveis, consoante o tipo de deslizamento.
Deslizamentos Rotacionais
Os deslizamentos rotacionais ocorrem ao longo de superfícies de rotura curvas, em meios geralmente homogéneos e isotrópicos (apresente as mesmas propriedades físicas em todas as direcções), em que afecta geralmente materiais não consolidados ou pouco consolidados, deixando por vezes cicatrizes arqueadas e/ou depressões na vertente.
Estes podem ser induzidos por mecanismos variados, mas os mais comuns são as precipitações elevadas, as cheias e os sismos, mas também o podem ser por actividades humanas. Como tal, são comuns nas barreiras das estradas, em que por vezes, a abertura de uma nova estrada provoca a destabilização da vertente, acabando por induzir a cedência desta.
No litoral, uma causa frequente destes movimentos rotacionais é a erosão marinha da base das vertentes costeiras, designadamente das arribas. Ficando sem suporte na base, a vertente colapsa, muitas vezes através de movimentos rotacionais. Nestes casos o escarpado (arriba) recua significativamente, e na base ficam os materiais da frente da rotação que progressivamente vão sendo erodidos pelas ondas.
Fig.16: Exemplos de deslizamentos rotacionais
Deslizamento Translacional com rotura planar
São típicos de meios anisótropos (meios fisicamente homogéneos, mas cujo propriedades físicas e químicas variam com a direcção) e apresentam, frequentemente, um controlo estrutural evidente: o plano de rotura desenvolve-se ao longo de superfícies de fraqueza, marcadas por uma resistência ao corte reduzida, como falhas, planos de estratificação, diaclases ou contacto entre uma cobertura detrítica e um substrato rochoso
Fig.17: Deslizamento Translacional com rotura planar
Fig.18: Superfícies de fraqueza deste tipo de deslizamento
A expansão lateral em solos é um mecanismo extremamente rápido, responsável por situações de perigo declarado. O movimento é definido como o colapso de uma camada de solo a uma certa profundidade, seguido do assentamento das camadas sobrejacentes mais resistentes ou da rotura progressiva de toda a massa afectada.
As causas desencadeantes destes mecanismos resultam da combinação da concentração de água em solos, devido a longos períodos de chuva, gelo ou toalhas freáticas a pouca profundidade, e sismos que provocam a liquefacção de massas sensíveis a este fenómeno.
Fig.19: Expansão Lateral
A escoada (flow) é um movimento espacialmente contínuo onde as superfícies de tensão tangencial são passageiras e frequentemente não preservadas, estando, em regra geral, associadas a períodos de precipitação muito intensa.
A distribuição das velocidades na massa deslocada assemelha-se à de um fluido viscoso e a velocidade depende do declive da vertente, ausência ou presença de obstáculos, da viscosidade da massa, da forma do leito de escoamento e do volume da massa em movimento.
Condicionadas pela topografia, são caracterizadas por apresentarem três grandes unidades morfológicas, um sector de rotura em que se forma uma cicatriz, um sector de transporte por onde se movimentam os materiais oriundos do talude e uma área de acumulação junto à base da vertente, tal como um leque aluvial característico da dinâmica de deposição de um rio.
Fig.20: Escoadas
As avalanches resultam do completo colapso de uma vertente íngreme, em consequência do que se verifica movimentação, com velocidade muito elevada, de grandes volumes de misturas de rocha. Na realidade, este tipo de movimentações de massa é complexo, isto é, resulta da combinação de vários tipos de movimentação (queda de rochas, deslizamento, fluxos vários).
Em princípio, quanto maior é a avalanche detrítica maior é a velocidade a que ela se desloca, pois maior é a energia associada ao material em movimento.
Este tipo de zonas de vertente é frequentemente induzida por sismos ou erupções vulcânicas. Neste contexto, convém distinguir entre avalanches "quentes" e avalanches "frias". No que diz respeito ás erupções quentes, estas resultam de actividade vulcânica sendo induzidas por sismos associados ao vulcanismo ou explosões vulcânicas, enquanto as avalanches frias ocorrem em regiões não vulcânicas.
Fig.21: Avalanches
Os movimentos e massa podem ser responsáveis por prejuízos materiais significativos e, mesmo, perda de vidas humanas. Neste sentido, todas as medidas que possam ser adoptadas para minimizar este risco geológico são muito importantes.
Entre estas medidas, destacam-se, por ordem de eficácia e da razão custo/ benefício, as seguintes:
Fig - Cobertura vegetal de crescimento rápido
Fig - Muros de Suporte com drenagem no terreno
Fig - Movimento com rotura circular
Fig- -Pregagem das camadas
Em suma, com este trabalho, ficamos a conhecer um pouco mais sobre uma região considerada de risco quando explorada pelo Homem, as Zonas de Vertente. Assim sendo, ao explorar este tema tornamo-nos capazes de identificar estas zonas e, de reconhecer os riscos geológicos a esta inerentes. Consequentemente, o seu estudo, revela-se importante, na medida em que tomamos conhecimentos de diversas formas de prevenção e minimização de riscos, podendo vir a evitar acidentes futuros.
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