Mapeamento geomorfológico e reconstrução paleoglacial na Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Antártica marítima

Abstract

Para a península Antártica (PA) e as ilhas Shetlands do Sul há evidências de aumento de temperatura atmosférica maior que a média global desde 1850. O mapeamento das feições de relevo glaciais nessa região polar proporciona informações sobre a resposta das geleiras e os fiordes às mudanças climáticas. Diante disso, o objetivo desta tese é investigar a geomorfologia da Baía do Almirantado (BA) e suas áreas adjacentes, na ilha Rei George (IRG), e reconstruir a sua evolução ao longo do Holoceno e desde as últimas décadas. A tese propõe compreender alguns dos fatores condicionantes para as flutuações das geleiras. A partir da união dos dados batimétricos e modelos digitais de elevação subaéreos foram gerados dados geomorfométricos e perfis topográficos que integraram o fiorde e as áreas adjacentes. O mapeamento geomorfológico foi realizado com a interpretação de dados geomorfométricos, datações, imagens de satélite, trabalho de campo, análises sedimentares e registros sísmicos. Foi realizado o mapeamento das datações preexistentes na IRG. A reconstrução paleoglaciológica do fiorde e áreas livres de gelo envolveu a estimativa das retrações, avanços e da perda de espessura das geleiras. O modelo digital topobatimétrico mostrou contrastes geomorfológicos e topográficos na BA, os quais foram base para a identificação dos setores proximal, medial e distal. O ambiente de sedimentação moderno é caracterizado pela presença de geoformas glaciais que evidenciam a direção de fluxo glacial e regime termo-basal (e.g. pavimentos estriados, eskers, flutings e drumlins) e variações de extensão das geleiras (e.g. bancos morâinicos e cristas morâinicas). A análise granulométrica e morfoscópica das amostras sedimentares indicam características de depósitos morâinicos e de sedimentos que passaram por transporte ativo e de depósitos subglaciais glaciofluviais. O setor proximal, com bancos morâinicos proeminentes e lineações glaciais contrasta com os setores medial e distal, onde são identificados bancos morâinicos extensos. O mapeamento geomorfológico integrado para a BA e adjacências proporcionou avançar na compreensão da continuidade espacial de processos proximais e distais da margem glacial atual como a interpretação de um esker preservado no setor glacimarinho distal da geleira Viéville e que indica um fluxo glacial mais ativo e extenso que o atual. Foram estimadas as variações de espessura e das posições frontais das geleiras: Dobrowolski, Lange, Ecology e Wanda. A deglaciação na Enseada Martel após 3,5 mil anos AP. A reconstrução das variações da geleira Dobrowolski último evento Neoglacial indica: a) um banco morâinico proeminente e a Unidade geomorfológica A registram o momento de estabilização da sua frente na PIG; b) taxas de recuo mais elevadas do que no período anterior caracterizam o estágio I e refletem a resposta à tendência de aquecimento e à perda do ponto de ancoragem da frente glacial; c) o estágio II (Unidade B) é registrado por bancos morâinicos descontínuos e lineações glaciais formadas no contexto de um fluxo de gelo ainda ativo em um ponto mais profundo do fiorde; d) há lineações glaciais e as feições de relevo são menos preservados, revelando uma fase de rápida retração durante o estágio III (Unidade C); e) o estágio IV é caracterizado por bancos morâinicos descontínuos (Unidade D) e pela maior perda anual de área glacial associada à perda de ancoragem em pinnings points e ao aumento do aquecimento atmosférico e oceânico. A evolução do fiorde caracteriza-se por: a) Em 9000 anos AP: uma paleogeleira de descarga possuía a sua frente ancorada na saída da BA, próximo à quebra da plataforma; b) 9000 anos AP até 7000 anos AP: a paleogeleira retraiu até o setor medial do atual fiorde, estabilizou sua frente entre 8000 e 7000 e formou um banco morâinico (BM10); c) 7000 anos AP a 3500 anos AP: o paleofluxo glacial retraiu até a entrada das enseadas Ezcurra, Mackellar e no setor mais profundo da Martel, formando um banco morâinico durante estabilização (BM7); d) 3500 anos AP a 2600 anos AP: o paleofluxo glacial retraiu para o interior das enseadas e houve um avanço e estabilização; e) 2600 a 1200 anos AP: as áreas rasas do fiorde ficaram livres de gelo; f) 1200 anos AP até a PIG (Pequena Idade do Gelo): as geleiras de circo na península Keller ocuparam seu vale na PIG, nas enseadas Ezcurra, Mackellar, nas margens leste e oeste da BA as geleiras ocuparam as reentrâncias próximas à costa; g) posterior ao avanço das geleiras na PIG até meados do século XX, muitas geleiras no fiorde permaneceram em posições semelhantes; h) a retração foi mais acelerada nas últimas décadas quando comparada ao período anterior e há uma ampla resposta sedimentar. Os condicionantes do comportamento glacial das geleiras de maré foram: a variabilidade climática, a topografia do embasamento e do fiorde.

In the Antarctic Peninsula (AP) and the South Shetland Islands, there is evidence of atmospheric temperature increase greater than the global average since 1850. Mapping the glacial landforms in this polar region provides insights into the response of glaciers and fjords to climate change. Therefore, this thesis aims to investigate the geomorphology of Admiralty Bay (AB) fjord and its adjacent areas on King George Island (KGI) and reconstruct its evolution during the Holocene and in recent decades. The thesis aims to comprehend some factors influencing glacier fluctuations. Geomorphometric data and subaerial digital elevation models were combined to generate geomorphometric data and topographic profiles encompassing the fjord and surrounding areas. The geomorphometric, dating, satellite imagery, fieldwork, sedimentary and seismic data supported the geomorphological mapping. The fjord evolution, glacier retreats, advances, and ice surface variation estimates are presented. The topobathymetric digital model is used to identify the fjord topography and bathymetry and to characterize the subaerial, inner, middle, and outer submarine sectors. The modern sedimentation environment presented the glacial landforms that recorded the glacier flow direction and wet-thermal regime (e.g. striated pavements, eskers, flutings, drumlins), and glacier extent (e.g. morainic banks and morainic ridges). Granulometric and morphoscopic analysis of sediment samples indicates characteristics of subglacial glaciofluvial deposits and morainic deposits with active transport sediment origins. The inner sector, with prominent morainic banks and mega-glacial lineations, contrasts with the middle and outer sectors, where extensive morainic banks are identified. The distal glacimarine sector of the Vieville Glacier presented an esker that indicates a more active and extensive glacier flow than at present. Thickness variations and frontal positions of the Dobrowolski, Lange, Ecology, and Wanda glaciers were estimated. The Martel Inlet deglaciation began after 7000 BP, particularly after 3,500 years BP. The Dobrowolski Glacier had fluctuations since the last Neoglacial event: a) a prominent morainic bank related to PIG in the inner environment and Geomorphological Unit A, associated with a stabilization moment of its front; b) after the last significant front stabilization of the Dobrowolski Glacier, its margin experienced higher rates of retreat (Stage I) in response to warming trends and the loss of anchoring points; c) the stage II (Unit B) shown discontinuous morainic banks and mega-glacial lineations formed within the context of active ice flow; d) less preserved landforms and a phase of rapid ice flow recorded the Stage III (Unit C); e) stage IV is characterized by discontinuous morainic banks (Unit D) and the accelerated retreat linked to the loss of anchorage in pinning points and increased atmospheric and oceanic warming. The evolution of AB fjord is characterized by: a) 9000 years BP: a paleo-discharge glacier had its front anchored at the end of AB (near the platform break); a) 9000 years BP to 7000 years BP: the paleo-glacier retreated to the medial sector of the current fjord, stabilized its front between 8000 and 7000 years BP, and formed a morainic bank (BM10); c) 7000 years BP to 3500 years BP: the paleo-glacial flow retreated to the Ezcurra, Mackellar Inlets and a glacier advance recorded by a morainic bank (BM7); d) 3500 years BP to 2600 years BP: paleo-glacial flow retreated a glacier advance recorded by a morainic bank; e) 2600 to 1200 years BP: shallow areas of the fjord became ice- free; f) 1200 years BP until the LIA (Little Ice Age): cirque glaciers in Keller Peninsula occupied their valleys, glaciers front positions were near the coast in the Ezcurra and Mackellar Inlets and in eastern and western margins of AB; g) many glaciers in the fjord remained in similar positions after the advance of glaciers in the LIA until the mid-20th century; h) retreat has been more rapid in recent decades compared to the earlier period, and there is a significant sedimentary response. The factors conditioning the glacial retreat pattern include climatic variability, the bedrock and fjord topography.