Deslocamento vertical causado pela influência hidrológica na Bacia Amazônica

Abstract

Os efeitos de carga hidrológica são causados, principalmente, pelo fluxo de massa d’água entre continentes e oceanos, modificando sazonalmente o posicionamento das estações GNSS e o campo gravitacional. Portanto, diversos estudos têm buscado estabelecer a relação entre sinais gravimétricos e de posicionamento para o estudo de carga hidrológica em diferentes escalas (global, regional e local). Neste trabalho, foi realizado um estudo em nível regional, na Bacia Amazônica, e em nível local, em Manaus. Os estudos dessas deformações visam, principalmente, analisar e modelar a relação entre as variáveis que influenciam a carga hidrológica (umidade do solo, águas superficiais, subterrâneas) e o sinal de movimento vertical medido na superfície terrestre, ao longo do tempo. Na região da Bacia Hidrográfica Amazônica, realizou-se um estudo com a análise das variáveis citadas acima e também com outras, como a topografia, tipo de solo e geologia, as quais podem influenciar tanto na distribuição quanto no movimento de massa decorrente do ciclo hidrológico e que, por sua vez, refletem nas variações de deslocamento/deformação atribuídas à ação dos efeitos de carga. Além disso, as observações de deslocamento em estações GNSS foram comparadas ao modelo de deformação hidrológica baseado: a) no TWS dos dados GRACE; e b) em simulações de alta resolução do Land Surface Discharge Model (LSDM). Os resultados do modelo de deformação hidrológica baseado no LSDM mostraram como as estações GNSS podem ser influenciadas principalmente por variações locais de grande magnitude, como rios, o que não foi possível observar no modelo de deformação hidrológica baseado no TWS, devido à limitação na resolução dos dados. Além disso, os resultados demonstraram que a variação de amplitude do deslocamento vertical depende da natureza geológica da região, ou seja, se é dominada por rochas sedimentares ou ígneas/metamórficas. Então, há sua influência no resultado de deslocamento vertical associado á carga hidrológica, pois espessas camadas de rochas sedimentares, porosas e permeáveis acumulam grandes volumes de água, levando à relevante carga hidrológica sazonal e, conseqüentemente, desempenham um papel significativo no deslocamento vertical da superfície. No centro da Bacia Amazônica, foi utilizada a microgravimetria, para obter mais informações sobre o ciclo hidrológico local, nas estações chuvosas (dezembro-maio) e de seca (junho-novembro), durante um ano de seca (2016) e inundação (2017). Mudanças de gravidade medidas por gravímetros de alta precisão podem ser utilizadas para monitorar a variação de água numa região ao redor da estação. Assim, os gravímetros têm sido utilizados para estudos hidrológicos em escala local, para se estudar a variação de água subterrânea, umidade do solo, chuva ou cobertura de neve. Estudos em escala local podem revelar mais sobre o comportamento do ciclo hidrológico e fornecer um melhor entendimento sobre as diferentes fontes dos componentes do balanço hídrico. Resultados de modelagem 3D da influência gravitacional do rio mostraram que o rio Negro não está influenciando a variação da gravidade medida pelo gravímetro, a 7 km da borda mais próxima do rio. Estimou-se a água subterrânea usando a variação dos dados de gravidade e caracterizou-se o comportamento do ciclo hidrológico local, descrevendo as contribuições relativas á variação fluvial, umidade do solo, precipitação, evapotranspiração e água subterrânea, destacando as conexões entre essas variáveis. Os resultados mostraram a conexão entre as variações das águas subterrâneas e as águas superficiais, como rios.