O Banco de Santo Antônio: um estudo de sísmica de alta resolução em um delta de maré vazante localizado na entrada de uma grande baía tropical, costa leste do Brasil

Abstract

O Banco de Santo Antônio (BSA) é uma feição positiva localizada na plataforma continental de Salvador, adjacente à entrada da Baía de Todos os Santos (BTS), costa leste do Brasil. Esta feição tem sido reportada por cronistas e navegadores desde o século XVI como um perigo à navegação. Estudos anteriores tentaram determinar a origem e o volume de sedimentos arenosos estocados nesta feição. No entanto, até o presente momento, nenhum destes estudos obteve sucesso. No presente trabalho objetivou-se o uso da técnica de sísmica de alta resolução para a investigação da arquitetura e origem do BSA. Ao todo, 170 km de linhas sísmicas de alta resolução foram adquiridos durante dezembro de 2014 e fevereiro de 2015, utilizando um eletrodo sparker do sistema Meridata operando em frequências entre 0,3 kHz e 1,5 kHz, com potência máxima de 200J de energia. Três principais unidades estratigráficas foram identificadas: o embasamento, uma unidade transgressiva e uma unidade de nível de mar alto. O embasamento consiste de rochas sedimentares da bacia sedimentar de Camamu e rochas Pré-Cambrianas de alto grau metamórfico. A unidade transgressiva foi interpretada como um resultado de deposição em ambiente estuarino. A unidade de nível de mar alto foi interpretada como o próprio BSA, que apresenta uma forma crescente. Durante sua evolução, uma migração agradacional para leste ocorreu seguindo o sentido das correntes de maré vazante. Variações nas taxas de subida do nível do mar desde o último máximo glacial exerceram um importante papel no desenvolvimento do BSA. A paisagem do embasamento foi esculpida pela erosão subárea ocorrida durante o último máximo glacial, que apresenta um forte controle estrutural sobre o embasamento. A unidade transgressiva foi depositada durante períodos de desaceleração da subida do nível do mar ou períodos de estabilização, seguidos pelos pulsos de degelo MWP1A e MWP1B. A unidade de nível de mar alto foi desenvolvida predominantemente ao longo dos últimos 8 ka. Duas superfícies de ravinamento foram identificadas nos perfis sísmicos: RD1 no lado leste e RD2 no lado oeste da entrada da BTS. O desenvolvimento destas superfícies está associado a períodos de desaceleração do nível do mar após os pulsos de degelo MWP1B e MWP1C, respectivamente. O BSA está localizado essencialmente sobre a superfície de ravinamento RD1, que foi interpretado no presente estudo como um delta de maré vazante construído durante os últimos 8 ka. Sua posição lateral relativa à BTS resultou de uma deflexão das correntes de maré vazante em função do alto do embasamento presente, sobre o qual a superfície de ravinamento RD2 foi esculpida. O volume de sedimentos siliciclásticos estocados no BSA foi calculado na ordem de um bilhão de metros cúbicos. Este volume é compatível com as taxas atuais de transporte litorâneo estabelecidas ao longo dos últimos 7-8 ka. O BSA é, portanto, uma potencial fonte de areia para recuperação de praias para a cidade de Salvador e região metropolitana. Contribuindo, portanto, no aumento da resiliência da cidade a cenários futuros de elevação do nível do mar. O sparker operando em frequências entre 0,3 kHz e 1,5 kHz foi eficiente para a ensonificação de sedimentos arenosos em profundidades superiores a 100 m abaixo do pacote sedimentar.

ABSTRACT - The Santo Antônio Bank (SAB) is a large sand accumulation on the inner continental shelf of the city of Salvador, adjacent to the entrance of the Todos os Santos Bay (TSB), eastern Brazilian coast. This feature has been reported by chroniclers since the 16th century as a navigational hazard. Previous studies have tried to determine the origin and volume of sands stored within this feature without success. In the present study, high-resolution reflection seismic surveys were used to investigate the architecture, origin and evolution of the SAB. A total of 170 km of high resolution shallow seismic lines was acquired during December 2014 and February 2015 using a Meridata sparker system operating on frequencies between 0.3 kHz and 1.5 kHz, with a maximum 200 J of energy. Three major stratigraphic units were identified: the bedrock, a transgressive unit and a highstand unit. The bedrock consists of sedimentary rocks of the Camamu Sedimentary Basin and high-grade metamorphic rocks of the Precambrian basement. The transgressive unit was interpreted as the result of deposition in an estuarine environment. The highstand unit represents the SAB itself, which exhibits a crescent shape. During its development, aggradation and eastwards migration took place following the dominant ebb-tidal current direction. Varying rates in sea-level rise since the last glacial maximum (LGM) played an important role in the development of the SAB. The bedrock landscape was sculpted by sub-aerial erosion during the LGM, and exhibits a strong control of the structural framework of the underlying sedimentary basins. The transgressive unit was deposited either during periods of decelerated rates of sea-level rise or stabilization following MWP1A (Melt Water Pulse) and MWP1B. The highstand unit developed mostly over the last 8 kyr. Two ravinement surfaces were identified through the seismic profiles, RD1 to the east and RD2 to the west of the TSB entrance. Their development was associated with periods of decelerating rates in sea-level rise after MWP1B and MWP1C, respectively. The SAB rests upon the RD1 surface, which was interpreted as an ebb tidal delta constructed during the last 8 kyr. Its lateral position in relation to the entrance of the TSB results from eastward deflection of ebb-tidal currents by a bedrock high, over which the RD2 surface was sculpted. The volume of siliciclastic sands stored in the Holocene unit of the SAB was determined as one billion cubic meters. This volume is compatible with present rates of gross longshore transport acting during the last 7-8 kyr. The SAB is potentially a major source of sands for beach nourishment for the urban beaches of the city of Salvador and metropolitan area, thus increasing the resilience of the city to future sea-level rises. The sparker operating on frequencies between 0.3 kHz and 1.5 kHz was very effective for ensonifying sandy sediments at depths greater than 100 m below the sediment-water interface.