Sob a força dos Andes

Mapa expõe uma visão abrangente do relevo da América do Sul, agora dividido em 35 unidades

CARLOS FIORAVANTI | ED. 246 | AGOSTO 2016

© JORGE DÍAZ/WIKICOMMONS

Aconcágua, a montanha mais alta do continente, na Argentina: cordilheira pressiona as estruturas rochosas a leste.

“São dunas!”, admirou-se o geógrafo Jurandyr Ross, professor da Universidade de São Paulo, diante das elevações de solo arenoso ocupadas por raros tufos de plantas espinhosas, ovelhas e lhamas, próximas às chapadas conhecidas como mesetas do deserto da Patagônia, no sudoeste da Argentina, logo depois do Natal de 2015. Sob sol intenso, em uma viagem de 16 dias e 9 mil quilômetros, Ross e outros geógrafos tiravam as dúvidas finais sobre as imagens de radar e satélite usadas para preparar o mapa de relevo da América do Sul em que ele e sua equipe trabalharam ao longo do ano. Publicado como parte de um artigo na edição de agosto de 2016 da Revista Brasileira de Geografia, o novo mapa substitui o anterior, bastante simples, da década de 1940, e destaca em 35 unidades distintas as particularidades dos três grandes blocos formadores do continente: a Cordilheira dos Andes a oeste, a grande planície central adjacente às montanhas e os planaltos de baixa altitude que formam a quase totalidade do território brasileiro. As divisões, algumas com centenas de quilômetros quadrados, oferecem uma visão integrada do continente e refletem a vinculação do relevo brasileiro com a cordilheira andina.

“Embora as estruturas que sustentam o relevo brasileiro sejam muito antigas, as formas atuais resultam de fortes influências da atividade tectônica dos Andes, que é geologicamente bem mais recente”, diz Ross. O soerguimento da cordilheira, como resultado da pressão de placas tectônicas sobre o assoalho marinho, determinou a mudança da direção – de oeste para leste – do rio Amazonas e de outros da Bacia Amazônica. Além disso, segundo o pesquisador, as serras do Mar e da Mantiqueira, ao longo do litoral, e o Vale do Paraíba, na região de Taubaté, formaram-se como resultado da pressão e do enrugamento da cordilheira sobre a estrutura rochosa a leste.

“Hoje vivemos uma época de calmaria tectônica, mas a reconfiguração do relevo já foi muito mais intensa, em decorrência dos Andes”, diz o geógrafo Silvio Rodrigues, professor da Universidade Federal de Uberlândia, em Minas Gerais. Segundo ele, os Andes ainda influenciam o continente porque estão sobre duas placas tectônicas ativas, a de Nazca e a Sul-americana, que geram energia, por meio de processos tectônicos, que pode chegar ao litoral do Atlântico. “Como o relevo brasileiro já é bastante conhecido, o que mais interessa neste mapa é a análise dos Andes e da depressão central, entre os Andes e o território brasileiro.”

Depois de fazer o mapa do relevo brasileiro na escala 1:5 milhões (de 1 para 5 milhões; 1 centímetro no mapa equivale a 50 quilômetros), publicado em 1996 no livro Geografia do Brasil (Edusp), e o do relevo do estado de São Paulo na escala 1:500.000, dois anos depois (ver Pesquisa Fapesp n^o 35), Ross resolveu fazer uma síntese do relevo da América do Sul porque não encontrava nenhum mapa atualizado para usar em suas aulas. O único que achou, já com seu trabalho avançado, era de 1942, feito pelo Serviço Geológico dos Estados Unidos. Ele usou principalmente as imagens de radar do satélite Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), da Nasa, a agência espacial dos Estados Unidos, complementadas pelas do Google Earth, pelo mapa geológico da América do Sul produzido pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), empresa pública do Ministério de Minas e Energia, e por trabalhos acadêmicos.

Na escala de 1:8 milhões, o novo mapa pode ser útil no planejamento ambiental e econômico. “O relevo, os solos e o clima condicionam a ocupação humana e o agronegócio”, diz Ross, associando os terrenos planos de Mato Grosso ao cultivo de soja e de cana-de-açúcar, e os vales do Chile, em meio às montanhas, com a produção de frutas. As formas do relevo, ele observa, expressam tanto as forças internas da Terra, como os movimentos do magma, quanto as externas, como a erosão e as intempéries.

O mapa delimita as unidades dos três blocos fundamentais do continente com base em diferenças da constituição geológica, solos e formas de relevo.

O bloco a leste reúne planaltos de baixa altitude, com as bacias dos principais rios brasileiros, delimitadas pelas áreas em azul no mapa, as depressões em laranja, as serras litorâneas em vermelho. É a parte mais antiga do continente, com mais de 1 bilhão de anos, formada na era geológica conhecida como pré-Cambriano.

Esse bloco fazia parte, com as atuais África e Índia, do supercontinente Gondwana, que começou a se fragmentar cerca de 150 milhões de anos atrás, no período Jurássico, marcado também pela abertura do Atlântico Sul.

O cráton amazônico, a norte e sul das planícies do rio Amazonas, forma as estruturas rochosas mais antigas do continente, com cerca de 2,5 bilhões de anos. Em vermelho, os morros e serras representam os resquícios já bastante erodidos de cordilheiras mais antigas que os Andes. “Quando se formaram, entre 550 milhões e 1,5 bilhão de anos, eram tão altas quanto os Andes”, diz Ross.

A oeste encontra-se a Cordilheira dos Andes, bloco geologicamente mais recente do que a porção leste. Ross destacou o trecho mais antigo e mais alto, a Cordilheira Oriental, com cerca de 100 milhões de anos de idade e altitudes de 4 mil metros, na Bolívia e na Argentina.

A Montanha Mais Jovem
 
A cadeia montanhosa predominante, estendendo-se de norte a sul do continente, com altitudes de 1.500 a 2.600 metros, é a Cordilheira Ocidental, formada em duas fases, uma há cerca de 85 milhões de anos e outra há 40 milhões de anos. A Cordilheira Costeira é ainda mais recente, do final do período Cenozoico, entre 1,7 milhão e 23 milhões de anos. Entre as montanhas há vales ocupados por cidades como Santiago, a 800 metros de altitude, e o deserto de Atacama, que Ross visitou em novembro, em outra viagem de checagem de campo, impressionando-se com a película branca de sal sobre o solo árido vermelho.
Entre as montanhas e os planaltos baixos do Brasil estende-se a Depressão Central Sul-americana, formada por planícies com trechos alagáveis como as dos rios Orenoco na Venezuela, do Mamoré-Beni na Bolívia e do Paraguai no Brasil, Paraguai e Argentina. A idade média da superfície dessa área (em amarelo no mapa) varia de 10 mil a 3 milhões de anos, com altitude máxima de 200 metros na região entre o Paraguai e a Bolívia. “Toda essa área muito baixa, com colinas de topo plano, vales levemente entalhados, planícies e pantanais chamadas de chaco, era um grande mar, há milhões de anos, antes de os Andes emergirem”, diz Ross.

A geógrafa Isabel Cristina Gouveia, professora da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Presidente Prudente, comenta que dois grandes geógrafos brasileiros do século passado, Aziz Ab’Saber e Fernando de Almeida, contribuíram bastante para o conhecimento sobre o território nacional mesmo sem imagens de satélites, hoje de fácil acesso. “Curiosamente”, diz ela, “mesmo com imagens de alta resolução e recursos de Sistemas de Informação Geográfica, ainda são poucos os estudos que valorizam o mapeamento geomorfológico como método de análise e sistematização do conhecimento sobre o relevo”.

Artigo científico
 
ROSS, J. L. S. Compartimentação do relevo da América do Sul. Revista Brasileira de Geografia. v. 61, n. 1, p.21-58, 2016.

O passado remoto de um grande rio

Erosão dos Andes pode ter unido antigas bacias hidrográficas e formado o Amazonas

IGOR ZOLNERKEVIC | Edição 223 - Setembro de 2014

© LÉO RAMOS

O grande rio do Norte do Brasil, o maior do mundo: agora correndo para leste.

O debate sobre a origem do rio Amazonas continua tão vasto quanto o próprio rio, o maior do mundo, com 7 mil quilômetros (km) de extensão e 20 km de largura na altura de Manaus. Depois de uma equipe do Rio de Janeiro ter concluído, com base em fósseis de peixes, que há 2,5 milhões de anos um esboço do rio Amazonas corria para oeste e desaguava em uma área hoje árida do Caribe (ver Pesquisa Fapesp nº 216), um geofísico de São Paulo apresenta uma nova possível explicação para a formação do rio e da bacia Amazônica, sugerindo que suas águas já fluíam para leste há muito mais tempo, há cerca de 10 milhões de anos
De acordo com essa proposta, obtida por meio de uma simulação matemática da evolução do terreno e do depósito de sedimentos na região, o rio Amazonas teria tomado seu sentido atual, de oeste para leste, não só em consequência de alterações no interior da Terra que desencadearam um soerguimento da porção oeste da Amazônia, de acordo com a abordagem tradicional, mas também como resultado da movimentação da própria superfície terrestre. Um aumento na erosão das cordilheiras andinas pelas intempéries teria criado o declive que se estende dos Andes à Ilha de Marajó e por onde hoje escorre um quinto das águas fluviais do planeta.

“Mostrei que a própria dinâmica da erosão e sedimentação teria sido capaz de modificar a drenagem da região”, afirma o geofísico Victor Sacek, professor da Universidade de São Paulo (USP), que detalhou essa hipótese em um artigo publicado on-line em julho na revista Earth and Planetary Science Letters. Suas conclusões convergem com as do geólogo Paulo Roberto Martini, cuja equipe estabeleceu em 2008 o rio Amazonas como o mais extenso do mundo (ver Pesquisa Fapesp nº 150). “A rapidez com que os Andes crescem e a erosão que o Amazonas provoca na cordilheira são monumentais”, diz Martini. “O rio transporta para o mar o equivalente a mais de um Pão de Açúcar inteiro de sedimentos por mês.”
Para entender essa hipótese, é preciso rever a evolução da paisagem na região. Há 24 milhões de anos, no início do período geológico conhecido como Mioceno, as nascentes dos rios do norte da América do Sul não ficavam nos Andes, como hoje, mas em relevos bem menos expressivos a oeste, que dividiam as águas da região em duas bacias hidrográficas distintas. A leste do divisor de águas, os rios desciam em direção à atual foz do Amazonas. A oeste, os rios seguiam na direção oposta, rumo a bacias aos pés dos Andes, e alimentavam imensos lagos e pântanos, que formavam uma área alagada 20 vezes maior que o atual pantanal mato-grossense, conhecido como Sistema Pebas.


A geóloga Carina Hoorn, da Universidade de Amsterdã, Holanda, com base em rochas e fósseis colhidos à margem de rios, argumenta que as bacias separadas pelo Arco Purus teriam começado a se fundir há 16 milhões de anos. Desse modo, o rio Amazonas e sua bacia teriam ganho sua extensão atual durante os 6 milhões de anos seguintes, quando a inclinação do relevo do norte do continente fez a água dos lagos entre os Andes e o Arco Purus começar a fluir por rios preferencialmente para leste. A equipe do geólogo Jorge de Jesus Figueiredo, da Petrobras, depois de coletar e analisar amostras de rochas em poços de sondagem no fundo do mar próximo à foz do Amazonas, chegou a conclusões que reforçaram a hipótese de Carina.
A região norte da América do Sul e o rio Amazonas ganharam as feições atuais também em consequência da interação das placas litosféricas, que Sacek estuda desde o doutorado, concluído em 2011.

No litoral oeste da América do Sul, a placa de Nazca, que forma o assoalho do oceano Pacífico, colide com a placa continental sul-americana. Como resultado, a placa oceânica, mais fina e densa que a continental, mergulha sob o continente em direção à chamada astenosfera, uma camada do interior da Terra tão quente que suas rochas se comportam como um líquido espesso, que flui lentamente ao longo de milhares de anos. “A raiz dos Andes cresce e afunda, ao mesmo tempo que seus picos sobem”, diz Sacek. “Isso porque as placas litosféricas flutuam sobre a astenosfera como icebergs flutuam no mar, com apenas uma pequena ponta visível sob a superfície. A crosta continental tem em média de 30 a 40 km de espessura, enquanto nos Andes pode passar de 70 km, embora a altura das montanhas não ultrapasse 7 km.”

O espessamento da crosta devido ao choque entre as placas tectônicas, além de erguer os Andes, observa Sacek, tem outro efeito sobre o relevo a leste da cordilheira. O peso da crosta mais espessa ao lado puxa as regiões aos pés dos Andes, criando o leito de bacias sobre as quais, durante o Mioceno, se depositavam os sedimentos trazidos pelas águas descendo tanto dos Andes quanto do interior do continente. Até esse ponto, os especialistas geralmente concordam. “À medida que a placa de Nazca afundou mais sob a placa sul-americana, os Andes e suas regiões vizinhas passaram a flutuar sobre uma astenosfera mais profunda e viscosa”, diz a geofísica Grace Shephard, da Universidade de Oslo, Noruega. Em 2010, Grace, com colegas dos Estados Unidos, apresentou uma reconstituição das mudanças na astenosfera abaixo do continente, mostrando que as correntezas de rocha fluida teriam força suficiente para soerguer as bacias vizinhas dos Andes, inclinando todo o terreno subandino e amazônico na direção leste.
Erosão nos Andes
Com uma abordagem oposta, Sacek desconsiderou o efeito da astenosfera e usou o modelo matemático que já havia adotado no doutorado para simular as transformações no relevo provocadas pelo balanço entre o soerguimento dos Andes, a erosão de suas rochas pelas águas da chuva e dos rios e o transporte e deposição dos sedimentos criados pelas águas, que Grace ignorou. Como o efeito de todos esses processos juntos em uma escala continental ao longo de milhões de anos é extremamente complexo para ser calculado com detalhes realistas, ele teve de encontrar um equilíbrio entre fazer um modelo muito complexo, mas confuso, ou muito simplista, incapaz de representar a natureza adequadamente. “Não foi fácil”, diz.
Como ainda há grande incerteza sobre a rapidez com que os Andes cresceram e com que eficiência a erosão desgastava suas rochas e as águas transportavam seus sedimentos, Sacek testou diversos valores numéricos em suas simulações. Independentemente dos números que inserisse no computador, porém, as simulações da história geológica dos últimos 35 milhões de anos reproduziam a reversão do rio Amazonas. À medida que os Andes se tornavam uma barreira para a umidade soprada por ventos vindos do Atlântico, o aumento das chuvas no flanco leste da cordilheira aumentava também a quantidade de sedimento transportado montanha abaixo. Em algum momento, os sedimentos depositados soterravam completamente as bacias ao lado dos Andes, criando a suave inclinação a leste observada na Amazônia atualmente. Uma das simulações indicou que a bacia amazônica teria se formado há cerca de 10,5 milhões de anos, como defendido por Carina. O modelo matemático, porém, falhou ao simular a evolução do Sistema Pebas, os lagos e pantanais espalhados entre os Andes e o Arco Purus, indicando épocas e lugares diferentes dos obtidos pelos geólogos.
Grace chamou de “impressionante” o trabalho de Sacek, mas notou que apenas o modelo que ela e outros pesquisadores fizeram, levando em conta os efeitos da astenosfera, conseguem formar corretamente o Sistema Pebas. “Permanece o desafio de combinar melhor os fenômenos geológicos da superfície terrestre com os do interior do planeta”, diz ela. “Esses processos não são mutuamente exclusivos.” Para a geóloga Dilce Rossetti, pesquisadora do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, a origem do Amazonas deve permanecer aberta ainda por muitos anos. “Os dados obtidos até agora são muito poucos e pontuais para fazer extrapolações”, afirma. “As datações dos sedimentos ainda não são totalmente confiáveis e as unidades de diferentes períodos geológicos precisam ser melhor mapeadas.”
Carina, da Holanda, duvida que novos dados mudem suas próprias conclusões a respeito do Amazonas. “Os dados da foz do Amazonas são bastante claros e outros registros no Suriname e na Venezuela confirmam a existência de um sistema de rios nascendo nos Andes no final do Mioceno”, diz. Dilce observou que a história pode ser ainda mais complicada. Segundo ela, os sedimentos andinos das amostras estudadas por Figueiredo desaparecem em amostras colhidas mais acima no poço. “Nem ele nem eu sabemos explicar por que isso acontece”, ela reconhece. A região amazônica continua intrigando, surpreendendo e fascinando (ver reportagem sobre as primeiras fotos da Amazônia na página 86).

© BIBLIOTECA NACIONAL

O curso do Amazonas, de Nicolas Sanson: precisão reconhecida

Mapa resgatado

O curso do Amazonas, de Nicolas Sanson:  precisão reconhecida
Um trabalho que se julgava apenas digno de curiosidade, o Le cours de la rivière des Amazones, elaborado em 1656 pelo cartógrafo francês Nicolas Sanson, foi finalmente reconhecido como um dos primeiros mapas científicos da região amazônica. Jorge Pimentel Cintra, professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), e um de seus estudantes, Rafael Henrique de Oliveira, desconsideraram a crítica do geógrafo francês Charles- -Marie de La Condamine de que o mapa teria sido feito “baseado somente em informações históricas”, compararam as coordenadas geográficas adotadas com as atuais e reconheceram que o mapa foi feito com acurácia, do melhor modo possível para a época.

“Nossa hipótese é de que esse mapa era um rascunho, que Sanson usava como base para fazer atlas mundiais”, diz Cintra. Em um artigo publicado na Acta Amazonica, ele e Oliveira listam 14 outros mapas feitos a partir do trabalho de Sanson. Publicado apenas em 1680, 13 anos depois da morte de Sanson, cartógrafo real da França, o mapa apresenta povoamentos, cadeias de montanhas e poucos afluentes do Amazonas, expondo um erro comum na época, que só foi detectado em 1707, ao indicar a nascente do rio próxima a Quito, no Equador. Outro equívoco, associado ao erro da nascente,
foi considerar como parte do Amazonas os rios Coca e Napo, que, hoje se sabe, são seus afluentes.
Cintra e Oliveira consideram o mapa de Sanson um pouco mais preciso que outro, concluído um ano antes, em 1655, o Magni Amazoni fluvii, do engenheiro militar francês Blaise François Pagan, o conde de Pagan. Os dois mapas se baseiam nas informações de um relato de Cristobal de Acuña, jesuíta espanhol que desceu o rio desde o Equador em 1639 acompanhando o explorador português Pedro Teixeira. “Olhei para o relato de Acuña, publicado em 1641, refiz os cálculos e conferi as latitudes e longitudes dos dois mapas”, afirma Cintra. “Nos pontos em que eu tive dúvida, Sanson e Pagan também tiveram, porque as informações não eram claras.”

Carlos Fioravanti

Projeto
 
Evolução tectônica, climática e erosional em margens convergentes: uma abordagem numérica (n. 2011/10400-0); Modalidade Pós-doutorado; Pesquisador responsável Victor Sazek (IAG-USP); Investimento R$ 147.351,39 (FAPESP).

Artigos científicos

CINTRA, J. P.; OLIVEIRA, R. H. de. Nicolas Sanson e seu mapa: o curso do rio Amazonas. Acta Amazonica. v. 44, n. 3, p. 353-66. 2014.

HOORN, C. et al. Amazonia through time: andean uplift, climate change, landscape evolution, and biodiversity. Science. v. 330, p. 927-31. 2010.

SACEK, V. Drainage reversal of the Amazon River due to the coupling of surface and lithospheric processes. Earth and Planetary Science Letters. v. 401, p. 301-12. 2014.

O passado remoto de um grande rio

Erosão dos Andes pode ter unido antigas bacias hidrográficas e formado o Amazonas

NELDSON MARCOLIN | Edição 223 - Setembro de 2014

© LÉO RAMOS

O grande rio do Norte do Brasil, o maior do mundo: agora correndo para leste.

O debate sobre a origem do rio Amazonas continua tão vasto quanto o próprio rio, o maior do mundo, com 7 mil quilômetros (km) de extensão e 20 km de largura na altura de Manaus. Depois de uma equipe do Rio de Janeiro ter concluído, com base em fósseis de peixes, que há 2,5 milhões de anos um esboço do rio Amazonas corria para oeste e desaguava em uma área hoje árida do Caribe (ver Pesquisa Fapesp nº 216), um geofísico de São Paulo apresenta uma nova possível explicação para a formação do rio e da bacia Amazônica, sugerindo que suas águas já fluíam para leste há muito mais tempo, há cerca de 10 milhões de anos

De acordo com essa proposta, obtida por meio de uma simulação matemática da evolução do terreno e do depósito de sedimentos na região, o rio Amazonas teria tomado seu sentido atual, de oeste para leste, não só em consequência de alterações no interior da Terra que desencadearam um soerguimento da porção oeste da Amazônia, de acordo com a abordagem tradicional, mas também como resultado da movimentação da própria superfície terrestre. Um aumento na erosão das cordilheiras andinas pelas intempéries teria criado o declive que se estende dos Andes à Ilha de Marajó e por onde hoje escorre um quinto das águas fluviais do planeta.

“Mostrei que a própria dinâmica da erosão e sedimentação teria sido capaz de modificar a drenagem da região”, afirma o geofísico Victor Sacek, professor da Universidade de São Paulo (USP), que detalhou essa hipótese em um artigo publicado on-line em julho na revista Earth and Planetary Science Letters. Suas conclusões convergem com as do geólogo Paulo Roberto Martini, cuja equipe estabeleceu em 2008 o rio Amazonas como o mais extenso do mundo (ver Pesquisa Fapesp nº 150). “A rapidez com que os Andes crescem e a erosão que o Amazonas provoca na cordilheira são monumentais”, diz Martini. “O rio transporta para o mar o equivalente a mais de um Pão de Açúcar inteiro de sedimentos por mês.”
Para entender essa hipótese, é preciso rever a evolução da paisagem na região. Há 24 milhões de anos, no início do período geológico conhecido como Mioceno, as nascentes dos rios do norte da América do Sul não ficavam nos Andes, como hoje, mas em relevos bem menos expressivos a oeste, que dividiam as águas da região em duas bacias hidrográficas distintas. A leste do divisor de águas, os rios desciam em direção à atual foz do Amazonas. A oeste, os rios seguiam na direção oposta, rumo a bacias aos pés dos Andes, e alimentavam imensos lagos e pântanos, que formavam uma área alagada 20 vezes maior que o atual pantanal mato-grossense, conhecido como Sistema Pebas.
A geóloga Carina Hoorn, da Universidade de Amsterdã, Holanda, com base em rochas e fósseis colhidos à margem de rios, argumenta que as bacias separadas pelo Arco Purus teriam começado a se fundir há 16 milhões de anos. Desse modo, o rio Amazonas e sua bacia teriam ganho sua extensão atual durante os 6 milhões de anos seguintes, quando a inclinação do relevo do norte do continente fez a água dos lagos entre os Andes e o Arco Purus começar a fluir por rios preferencialmente para leste. A equipe do geólogo Jorge de Jesus Figueiredo, da Petrobras, depois de coletar e analisar amostras de rochas em poços de sondagem no fundo do mar próximo à foz do Amazonas, chegou a conclusões que reforçaram a hipótese de Carina.

A região norte da América do Sul e o rio Amazonas ganharam as feições atuais também em consequência da interação das placas litosféricas, que Sacek estuda desde o doutorado, concluído em 2011. No litoral oeste da América do Sul, a placa de Nazca, que forma o assoalho do oceano Pacífico, colide com a placa continental sul-americana. Como resultado, a placa oceânica, mais fina e densa que a continental, mergulha sob o continente em direção à chamada astenosfera, uma camada do interior da Terra tão quente que suas rochas se comportam como um líquido espesso, que flui lentamente ao longo de milhares de anos. “A raiz dos Andes cresce e afunda, ao mesmo tempo que seus picos sobem”, diz Sacek. “Isso porque as placas litosféricas flutuam sobre a astenosfera como icebergs flutuam no mar, com apenas uma pequena ponta visível sob a superfície. A crosta continental tem em média de 30 a 40 km de espessura, enquanto nos Andes pode passar de 70 km, embora a altura das montanhas não ultrapasse 7 km.”

O espessamento da crosta devido ao choque entre as placas tectônicas, além de erguer os Andes, observa Sacek, tem outro efeito sobre o relevo a leste da cordilheira. O peso da crosta mais espessa ao lado puxa as regiões aos pés dos Andes, criando o leito de bacias sobre as quais, durante o Mioceno, se depositavam os sedimentos trazidos pelas águas descendo tanto dos Andes quanto do interior do continente. Até esse ponto, os especialistas geralmente concordam. “À medida que a placa de Nazca afundou mais sob a placa sul-americana, os Andes e suas regiões vizinhas passaram a flutuar sobre uma astenosfera mais profunda e viscosa”, diz a geofísica Grace Shephard, da Universidade de Oslo, Noruega. Em 2010, Grace, com colegas dos Estados Unidos, apresentou uma reconstituição das mudanças na astenosfera abaixo do continente, mostrando que as correntezas de rocha fluida teriam força suficiente para soerguer as bacias vizinhas dos Andes, inclinando todo o terreno subandino e amazônico na direção leste.

Erosão nos Andes

Com uma abordagem oposta, Sacek desconsiderou o efeito da astenosfera e usou o modelo matemático que já havia adotado no doutorado para simular as transformações no relevo provocadas pelo balanço entre o soerguimento dos Andes, a erosão de suas rochas pelas águas da chuva e dos rios e o transporte e deposição dos sedimentos criados pelas águas, que Grace ignorou. Como o efeito de todos esses processos juntos em uma escala continental ao longo de milhões de anos é extremamente complexo para ser calculado com detalhes realistas, ele teve de encontrar um equilíbrio entre fazer um modelo muito complexo, mas confuso, ou muito simplista, incapaz de representar a natureza adequadamente. “Não foi fácil”, diz.

Como ainda há grande incerteza sobre a rapidez com que os Andes cresceram e com que eficiência a erosão desgastava suas rochas e as águas transportavam seus sedimentos, Sacek testou diversos valores numéricos em suas simulações. Independentemente dos números que inserisse no computador, porém, as simulações da história geológica dos últimos 35 milhões de anos reproduziam a reversão do rio Amazonas. À medida que os Andes se tornavam uma barreira para a umidade soprada por ventos vindos do Atlântico, o aumento das chuvas no flanco leste da cordilheira aumentava também a quantidade de sedimento transportado montanha abaixo. Em algum momento, os sedimentos depositados soterravam completamente as bacias ao lado dos Andes, criando a suave inclinação a leste observada na Amazônia atualmente. Uma das simulações indicou que a bacia amazônica teria se formado há cerca de 10,5 milhões de anos, como defendido por Carina. O modelo matemático, porém, falhou ao simular a evolução do Sistema Pebas, os lagos e pantanais espalhados entre os Andes e o Arco Purus, indicando épocas e lugares diferentes dos obtidos pelos geólogos.

Grace chamou de “impressionante” o trabalho de Sacek, mas notou que apenas o modelo que ela e outros pesquisadores fizeram, levando em conta os efeitos da astenosfera, conseguem formar corretamente o Sistema Pebas. “Permanece o desafio de combinar melhor os fenômenos geológicos da superfície terrestre com os do interior do planeta”, diz ela. “Esses processos não são mutuamente exclusivos.” Para a geóloga Dilce Rossetti, pesquisadora do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, a origem do Amazonas deve permanecer aberta ainda por muitos anos. “Os dados obtidos até agora são muito poucos e pontuais para fazer extrapolações”, afirma. “As datações dos sedimentos ainda não são totalmente confiáveis e as unidades de diferentes períodos geológicos precisam ser melhor mapeadas.”

Carina, da Holanda, duvida que novos dados mudem suas próprias conclusões a respeito do Amazonas. “Os dados da foz do Amazonas são bastante claros e outros registros no Suriname e na Venezuela confirmam a existência de um sistema de rios nascendo nos Andes no final do Mioceno”, diz. Dilce observou que a história pode ser ainda mais complicada. Segundo ela, os sedimentos andinos das amostras estudadas por Figueiredo desaparecem em amostras colhidas mais acima no poço. “Nem ele nem eu sabemos explicar por que isso acontece”, ela reconhece. A região amazônica continua intrigando, surpreendendo e fascinando (ver reportagem sobre as primeiras fotos da Amazônia na página 86).

© BIBLIOTECA NACIONAL

O curso do Amazonas, de Nicolas Sanson: precisão reconhecida

Mapa resgatado
O curso do Amazonas, de Nicolas Sanson:  precisão reconhecida
Um trabalho que se julgava apenas digno de curiosidade, o Le cours de la rivière des Amazones, elaborado em 1656 pelo cartógrafo francês Nicolas Sanson, foi finalmente reconhecido como um dos primeiros mapas científicos da região amazônica. Jorge Pimentel Cintra, professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), e um de seus estudantes, Rafael Henrique de Oliveira, desconsideraram a crítica do geógrafo francês Charles- -Marie de La Condamine de que o mapa teria sido feito “baseado somente em informações históricas”, compararam as coordenadas geográficas adotadas com as atuais e reconheceram que o mapa foi feito com acurácia, do melhor modo possível para a época.

“Nossa hipótese é de que esse mapa era um rascunho, que Sanson usava como base para fazer atlas mundiais”, diz Cintra. Em um artigo publicado na Acta Amazonica, ele e Oliveira listam 14 outros mapas feitos a partir do trabalho de Sanson. Publicado apenas em 1680, 13 anos depois da morte de Sanson, cartógrafo real da França, o mapa apresenta povoamentos, cadeias de montanhas e poucos afluentes do Amazonas, expondo um erro comum na época, que só foi detectado em 1707, ao indicar a nascente do rio próxima a Quito, no Equador. Outro equívoco, associado ao erro da nascente, foi considerar como parte do Amazonas os rios Coca e Napo, que, hoje se sabe, são seus afluentes.

Cintra e Oliveira consideram o mapa de Sanson um pouco mais preciso que outro, concluído um ano antes, em 1655, o Magni Amazoni fluvii, do engenheiro militar francês Blaise François Pagan, o conde de Pagan. Os dois mapas se baseiam nas informações de um relato de Cristobal de Acuña, jesuíta espanhol que desceu o rio desde o Equador em 1639 acompanhando o explorador português Pedro Teixeira. “Olhei para o relato de Acuña, publicado em 1641, refiz os cálculos e conferi as latitudes e longitudes dos dois mapas”, afirma Cintra. “Nos pontos em que eu tive dúvida, Sanson e Pagan também tiveram, porque as informações não eram claras.”

Carlos Fioravanti

Projeto
Evolução tectônica, climática e erosional em margens convergentes: uma abordagem numérica (n. 2011/10400-0); Modalidade Pós-doutorado; Pesquisador responsável Victor Sazek (IAG-USP); Investimento R$ 147.351,39 (FAPESP).

Artigos científicos

CINTRA, J. P.; OLIVEIRA, R. H. de. Nicolas Sanson e seu mapa: o curso do rio Amazonas. Acta Amazonica. v. 44, n. 3, p. 353-66. 2014.

HOORN, C. et al. Amazonia through time: andean uplift, climate change, landscape evolution, and biodiversity. Science. v. 330, p. 927-31. 2010.

SACEK, V. Drainage reversal of the Amazon River due to the coupling of surface and lithospheric processes. Earth and Planetary Science Letters. v. 401, p. 301-12. 2014.

Resquícios dos Andes na Amazônia

Árvores de clima frio já foram comuns na região Norte do Brasil 

CARLOS FIORAVANTI | Edição 221 - Julho de 2014

© EDUARDO CESAR

Pesquisadores imaginam uma floresta contínua unindo a Cordilheira dos Andes (foto) à Amazônia

Porto Velho, capital de Rondônia, hoje é muito quente e abafada, mas há 30 mil anos seu território provavelmente foi frio como a atual Porto Alegre, capital do Rio Grande do Sul, a 3.500 quilômetros (km) de distância. A temperatura média anual deve ter sido de no máximo 18º Celsius (C), seis abaixo da média atual. Não havia gelo, que cobria vastas áreas ao norte e ao sul do planeta, mas a temperatura nos invernos devia chegar a 10ºC, o suficiente para fazer os atuais moradores do sudoeste da Amazônia brasileira se sentirem enregelados. Por meio de análises de pólen e dos isótopos (variações) de carbono e nitrogênio de sedimentos retirados de até 20 metros de profundidade, pesquisadores do Pará e de São Paulo concluíram que a vegetação também deve ter sido diferente. Além de espécies de árvores ainda hoje encontradas na região, a floresta abrigava outras, típicas de clima frio, que desapareceram à medida que o clima se tornou mais quente.

© COLEÇÃO DO LABORATÓRIO C-14 DO CENA/USP

Pólen de Alnus

O Alnus, um dos gêneros de árvores hoje extintos, marca com clareza as mudanças de clima e vegetação na região entre o norte de Rondônia e sul do Amazonas. “O Alnus só cresce em clima frio”, diz Marcelo Cohen, professor da Universidade Federal do Pará. Nesse estudo, ele identificou grãos de pólen de 65 grupos de árvores e plantas herbáceas retirados das amostras de sedimentos e acredita ter encontrado o primeiro registro de árvores de Alnus na Amazônia brasileira. Na América do Sul, árvores desse gênero são encontradas atualmente em regiões acima de 2 mil metros de altitude na cordilheira dos Andes, a pelo menos mil km de Porto Velho.

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Pólen de Weinmannia.

Por serem leves e minúsculos, com diâmetro variando de 10 a 40 micrômetros (1 micrômetro equivale à milésima parte do milímetro), os grãos de pólen podem ser transportados facilmente pelo vento ou pela água da chuva e dos rios. “Na região estudada”, diz Cohen, “o percentual de pólen de Alnus chegou a 11% do total encontrado, muito acima do esperado para a dispersão pelos rios ou vento”. Segundo ele, essa era uma indicação de que as populações de Alnus, vindas provavelmente dos Andes, devem ter encontrado condições favoráveis para seu crescimento nas terras baixas do oeste da Amazônia entre 40 mil e 20 mil anos, e depois se extinguido, à medida que o clima se tornou mais quente. Cohen identificou também pólen de outros gêneros de árvores de clima frio, como Hedyosmum, Weinmannia, Podocarpus, Ilex e Drymis, já identificados em outros pontos da Amazônia. Podocarpus, por exemplo, é um gênero de árvore do grupo das coníferas, como as araucárias, que ainda crescem no Sudeste e Sul do país.

Com base nesse trabalho, torna-se possível imaginar uma floresta contínua unindo os Andes à Amazônia, com as espécies de árvores de clima frio mais comuns a oeste e as de clima quente a leste, naquele período. “Havia uma mistura de espécies de árvores, formando uma floresta glacial, muito singular, como não existe mais hoje”, diz Cohen. À medida que o clima se tornava quente, as plantas que crescem apenas sob temperaturas mais baixas desapareceram, permitindo a expansão das mais adaptadas ao clima quente ou resistentes a variações climáticas intensas. Os pesquisadores encontraram também trechos de rios abandonados que formaram lagos, depois preenchidos por sedimentos e cobertos por vegetação herbácea, formando as savanas.

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Pólen de Podocarpus

Florestas avançam
A identificação de muitas espécies arbóreas e de clima frio é também uma indicação de que o clima entre 40 mil e 30 mil anos era frio e úmido, e não frio e seco, como outros especialistas haviam indicado, segundo Luiz Carlos Pessenda, pesquisador no Centro de Energia Nuclear da Agricultura (Cena) da Universidade de São Paulo (USP). Pessenda obteve em 2001 as primeiras indicações de que o clima no sudoeste da Amazônia era úmido, provavelmente com chuvas regulares. Ele, com sua equipe, coletou amostras de solo em uma linha de 250 km entre Humaitá, sul do estado do Amazonas, e Porto Velho, e verificou o predomínio de plantas adaptadas à umidade. Estudos recentes com rochas de cavernas, realizados por outros grupos de São Paulo e de Minas Gerais, reforçam a hipótese de que o clima deve ter sido úmido e, portanto, chovido mais do que se pensava na região, principalmente entre 30 mil e 20 mil anos, quando o nível do mar devia estar 100 metros abaixo do atual e o litoral, a 100 km da atual linha de costa e a América do Sul e a Antártida, unidas por um istmo de gelo. Além disso, capas de gelo com até 3,5 km de espessura cobriam boa parte da América do Norte, Europa e Oceania.
Para Pessenda, esses resultados reforçam sua hipótese de que a umidade da floresta amazônica é que deve ter abastecido outra floresta híbrida, a da serra do Mar no estado de São Paulo, a quase 3 mil km de distância, cuja vegetação ele analisou em outros estudos. Há 30 mil anos, a serra do Mar era coberta por espécies de árvores de dois ecossistemas distintos, a mata atlântica e a mata de araucária. Depois, como na Amazônia, também ali sobreviveram apenas as resistentes a temperaturas mais elevadas e depois também desapareceram, cedendo espaço para os atuais campos (ver Pesquisa FAPESP nº 160).

© EDUARDO CESAR

Vegetação característica da floresta amazônica.

Nos últimos 15 anos, Pessenda tem examinado pólen e a proporção entre as formas (isótopos) de carbono e nitrogênio de sedimentos de todo o país, além de ter formado uma coleção com cerca de 4.500 amostras de grãos de pólen que fundamentam trabalhos como o de Cohen, que fez o pós-doutorado em seu laboratório em 2011. Seus estudos revelam a constante transformação das florestas e a retração dos campos, que já foram mais amplos por todo o país, desde aproximadamente 4 mil anos. Segundo Pessenda, a maior parte das áreas hoje ainda ocupadas por campos em São Paulo e Rondônia, por exemplo, tende a desaparecer, mesmo sem a expansão das cidades e da agropecuária, e ser naturalmente ocupadas por florestas, em algumas dezenas de séculos, em resposta ao clima atual.

Artigo científico

COHEN, M.C.L. et al. Late Pleistocene glacial forest of Humaitá-Western Amazonia. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. dez. 2013.