FERRAMENTAS MODERNAS PARA A EXTRAÇÃO DE MÉTRICAS DE GRADIENTES FLUVIAIS A PARTIR DE MDES: UMA REVISÃO

Resumo

A análise quantitativa da topografia moderna se refere a um conjunto de métodos para a extração de informações topográficas a partir de modelos digitais de elevação (MDEs), objetivando investigar relações gerais entre as formas topográficas e os processos denudacionais e tectônicos, bem como inferir a variabilidade espacial dos processos motrizes de evolução geomórfica. A teoria por trás desses métodos se sustenta no controle exercido pelas formas topográficas na eficiência dos processos denudacionais em uma abordagem onde, de maneira geral, a taxa de incisão fluvial é o controle fundamental da evolução das paisagens erosivas. Assim, a análise quantitativa de perfis longitudinais se estabeleceu como o principal método de análise topográfica, sendo usada para inferir a variabilidade espacial de taxas de incisão e a dinâmica espacial e temporal de controles potenciais (tectônicos, litológicos e climáticos) da morfologia fluvial. Apesar dessa importância e dado o desenvolvimento recente de novos métodos para a análise quantitativa da topografia a partir de métricas de gradiente fluvial, existe uma lacuna quanto a uma discussão teórica atualizada sobre esse tema na comunidade geomorfológica nacional. Este trabalho é um artigo de revisão no qual discutimos a teoria por trás dos diferentes métodos usados para a extração de métricas de gradientes fluviais, suas limitações e ferramentas modernas que vêm sendo amplamente utilizadas em nível internacional. Inicialmente, apresentamos uma abordagem geral sobre o papel das métricas de gradiente fluvial e seu significado geomórfico. Em seguida, apresentamos uma discussão em detalhe sobre o método stream length-gradient index (referido como índice SL ou índice de Hack) e suas variações, que foram amplamente utilizadas pela comunidade geomorfológica. Na sequência, apresentamos um aprofundamento teórico com relação às métricas baseadas no modelo stream-power, incluindo os índices de concavidade e de inclinação, bem como o índice de inclinação do canal normalizado (k_sn), com ampla aceitação pela comunidade geomorfológica. Discutimos também a fundamentação teórica e a derivação da métrica k_sn a partir do método chi, um desenvolvimento metodológico que revolucionou a análise quantitativa da topografia de ambientes erosivos ao possibilitar estimativas mais precisas da variabilidade espacial de k_sn, culminando no desenvolvimento de uma série de novas ferramentas capazes de realizar análises topográficas complexas. Por fim, comparamos a distribuição das diferentes métricas de gradiente fluvial para uma mesma paisagem erosiva, o Quadrilátero Ferrífero, localizado na porção sudeste do Brasil. Nossos resultados, de maneira consistente com a literatura e também com a teoria, indicam que a métrica mais robusta de gradiente fluvial para o Quadrilátero Ferrífero é o k_sn extraído a partir da análise chi. Espera-se que esse artigo de revisão possa melhor difundir conceitos e ferramentas modernas com potencial para a análise quantitativa da topografia, mas que ainda hoje possuem aplicações escassas na literatura nacional.