insular shelf of Faial : morfological and sedimentary evolution, The

Abstract

Este trabalho pretende compreender a origem e evolução das plataformas insulares de ilhas vulcânicas, particularmente a ilha do Faial, assim como a sua dinâmica sedimentar actual. Dados batimétricos e perfis sísmicos de alta resolução (Boomer e Chirp) foram usados para caracterizar geologicamente a plataforma insular do Faial. A amostragem de sedimentos na plataforma foi utilizada para descrever a distribuição granulométrica dos sedimentos e também para a criação de um modelo da sedimentação actual na plataforma insular do Faial. A caracterização geológica, assim como a variação granulométrica dos sedimentos na plataforma contribuíram para entender quais os processos responsáveis pela geomorfologia da plataforma actual. Verificou-se que a plataforma actual resulta essencialmente da interacção entre a erosão provocada pela ondulação e a progradação vulcânica da parte subaérea. A plataforma é composta normalmente por blocos de dimensão métrica, entre a linha de costa e os 30 a 50 metros de profundidade. Estes depósitos resultam da erosão de escoadas lávicas, que nalguns casos se encontram bem preservadas, podendo ser discriminadas dos blocos através dos perfis sísmicos Chirp. Junto à costa estes depósitos grosseiros podem resultar também da erosão de arribas. Mais afastados da costa encontram-se os depósitos de areia e cascalho, que foram cartografados até ao bordo da plataforma. Foi encontrada uma relação linear entre a largura da plataforma e a idade do respectivo sector subaéreo, assim como uma relação entre a eficiência erosiva da ondulação e largura da plataforma. As fontes sedimentares dos depósitos de areia e cascalho provêm essencialmente da erosão das arribas costeiras e da erosão das bacias hidrográficas. Os mecanismos de transporte e deposição na plataforma foram também âmbito de estudo e parecem estar relacionados com correntes de retorno em direcção ao largo que se formam durante as tempestades. Formulações matemáticas simples de transporte de sedimentos foram utilizadas para definir a partir de que profundidade o transporte perpendicular à linha de costa setorna insignificante. O transporte longilitoral foi calculado para os sectores da plataforma com sedimentos finos junto à costa. Estes cálculos foram usados para definir zonas de protecção da linha de costa, de modo a impedir que a extracção de inertes nestas zonas possa pô-la em risco. As propriedades das areias e cascalhos foram avaliadas para a sua utilização como inertes. Estes sedimentos têm uma percentagem insignificante de finos (em média menos de 1% de silte a argila). De acordo com a sua distribuição granulométrica a utilização ideal é na confecção de cimento.

This work focuses on the origin and development of volcanic island shelves, particularly the Faial Island shelf and also on its present day sedimentary dynamics. Bathymetric data and high-resolution seismic profiles (Boomer and Chirp data) were used to characterize the geology of the Faial Island shelf. Sediment samplings were also used to map the grain-size distribution in the shelf and contributed to develop a model of the present day shelf sedimentation. The geological characterization and the sample data were also used to infer the processes responsible for the geomorphologic variability of the shelf. It was found that the main processes molding it in the past and also in the present are wave erosion and volcanic progradation. The shelf is normally composed by boulder deposits between the shore and 30 to 50 meters water depth. These deposits normally result form the erosion of lava flows, which in some cases are still well preserved and can be discriminated from the boulders in the Chirp records. Nearshore, these coarse deposits may also be the result of the erosion of cliffs. Further offshore the sandy and gravely deposits dominate and can be mapped till the shelf break. A linear relationship between the width of the shelf sectors and respective age was found as well as a relationship between wave effectiveness and shelf width for the shelf sectors of the same age. The sources of the sand and gravel deposits are discussed and appear to be mainly related to cliff erosion and erosion of the hydrographic basins. The mechanisms of transport and deposition of these sedimentary deposits are also discussed and can be assigned to downwelling returning currents that occur during storms. Simple mathematical formulations are used to define the shelf depth at which cross-shore transport is insignificant. Longshore transport rates are also estimated for the shelf sectors were sand and gravel sediments dominate nearshore. These calculations are used to define nearshore protection buffer zones for the extraction of aggregates, which are needed for coastal protection purposes. The sand and gravel sediment proprieties were also discussed for their use as aggregates. These sediments have a very insignificant percentage of finer material (normally less than 1% of silt and clay). Their grain-size distribution shows that they are suitable for the production of mortar.