Response of the Apodi-Mossoró estuary-incised valley system (NE Brazil) to sea-level fluctuations

Abstract

This study focuses on the Quaternary sea level changes in the Apodi-Mossoró Estuary and adjacent shelf, Northeastern Brazil, based on the analysis of high-resolution seismic profiles, integrated with echosounder, SRTM and satellite image data. We use these data to develop a relative stratigraphy. An incised-valley extending from the Apodi-Mossoró Estuary onto the shelf dominates the investigated area. In very shallow waters (down to 10 m depth) the channel lies mainly in a NW-SE direction, changing to NE-SW in waters below10 m, in the form of a J-shaped valley. The southern flank of the shallow channel presents an abrupt morphology, probably determined by a residual scarp due to neotectonic reactivation of a pre-existing fault. This incised-valley can be correlated with a former river valley formed during the late Pleistocene fall in sea-level. The base-level change related to this drop in sea level can be regionally expressed on seismic lines as a laterally-continuous stratigraphic surface named Horizon I, interpreted as representing the sub-aerial exposure of the continental shelf. Many incised valleys were excavated on this exposed shelf, including that of the Apodi-Mossoró Estuary and its incised valley system. This incised valley has lain buried since the Holocene transgression. The Holocene sediments present sub-horizontal layers, or they have filled the incised valley with oblique features.Este estudo utiliza a integração de dados sísmicos de alta resolução, batimétricos, SRTM e imagens de satélite para desenvolvimento da estratigrafia relativa visando entender as variações do nível do mar durante o Quaternário no estuário do rio Apodi-Mossoró e plataforma adjacente, nordeste do Brasil. A principal feição identificada foi um canal submerso, na plataforma interna, parcialmente preenchido, provavelmente relacionado com o sistema de vales incisos formado durante o rebaixamento do nível do mar no Pleistoceno. O canal apresenta duas direções principais (NW-SE e NE-SW), em forma da letra J, aparentemente controladas pelas estruturas tectônicas da Bacia Potiguar. A margem oeste do canal é relativamente soerguida em relação à margem leste. Com base nos dados sísmicos foi possível identificar uma descontinuidade presente em toda a área, interpretada como o limite Pleistoceno/Holoceno, bem como sismofácies referentes a padrões de preenchimento e sedimentação do canal submerso e da plataforma durante a subida do nível do mar no Holoceno.

Keywords

• plataforma NE Brasileira
• estuário Apodi-Mossoró
• vales inciso
• mudanças do nível do mar
• sismoestratigrafia
• NE Brazilian shelf
• Mossoró-Apodi Estuary
• incised valley
• sea-level changes
• Seismostratigraphy