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

Abstract

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 (ksn), com ampla aceitação pela comunidade geomorfológica. Discutimos também a fundamentação teórica e a derivação da métrica ksn 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 ksn, 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 ksn 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.