Abstract:
A elevação do nível do mar (ENM) representa uma das consequências mais
ameaçadoras das mudanças climáticas. Apesar de considerável atenção ser dada
aos seus impactos nas zonas costeiras, esses estudos ainda são escassos
quando se trata de ecossistemas insulares. Além disso, muitas incertezas ainda
existem em relação às taxas de subida do nível do mar e como as ilhas
responderão a elas. Nesse contexto, visando garantir um melhor gerenciamento
desses ambientes, este trabalho apresenta uma avaliação quantitativa de como os
controles geomorfológicos (por exemplo, geometria de perfil, composição e
balanço de sedimentos) podem influenciar o comportamento costeiro em cenários
de ENM, à partir de simulações em um modelo estocástico morfológicocomportamental: O Random Shoreface Translation Model (RanSTM). Esse
modelo foi aplicado a Ilha da Trindade, um lugar que se destaca no cenário
brasileiro por sua localização estratégica, relevância geopolítica e elevada biogeodiversidade. No geral, as simulações indicaram que a maioria das praias
analisadas sofrerá recuo de linha de costa sob as ENM projetadas para 2040 e
2100. No entanto, a pequena magnitude das taxas de recuo pode indicar que em
função do alto grau de declividade dos perfis praiais da ilha, Trindade estaria
menos vulnerável a futuras ENM em relação a outros locais, mesmo em um
cenário de taxas mais elevadas (como o projetado para 2100). Os resultados
também mostram que a inclinação da antepraia e sua composição exerceram
grande influência nas respostas costeiras: perfis mais suaves mostraram um
deslocamento maior da costa; e quando a antepraia inferior era composta
principalmente de areia e não de rocha, as taxas de recuo diminuíram mais de
90% na maioria dos cenários. Além disso, à partir da execução de dois estudos de
caso foi possível destacar: (1) a importância da presença de estruturas duras na
zona de surf atuando como barreiras naturais (por exemplo, recifes calcários e
afloramentos de rochas vulcânicas), uma vez que reduziram significativamente o
recuo costeiro nas praias que as apresentavam; e (2) que as respostas costeiras
variaram amplamente para diferentes estimativas do balanço de sedimentos. Em
ix
conclusão, os resultados expõem a complexidade envolvida na investigação de
controles geomorfológicos ao modelar a resposta costeira à ENM em ambientes
insulares, além de enfatizarem como uma definição precisa desses parâmetros é
crucial para fornecer previsões robustas de linha de costa.
Sea-level rise (SLR) represents one of the most threatening consequences
of climate change. Despite considerable attention has been paid to its impacts on
coastal zones, studies concerning insular ecosystems remain scarce. Besides,
large uncertainties still exist in relation to SLR rates and how islands will respond to
it. In this context, to allow a better future management of these environments, we
present a quantitative evaluation of how geomorphological controls (e.g., profile
geometry, composition, and sediment budget) can influence coastal behavior
under SLR scenarios, based on simulations in a stochastic coastal-behavioral
model: The Random Shoreface Translation Model (RanSTM). This model was
applied to the analysis of Trindade Island, a place that stands out in the Brazilian
scenario for its strategic location, geopolitical relevance, and bio-geodiversity.
Overall, the simulations indicated that most of the analyzed beaches will
experience shoreline retreat under the projected SLR for both 2040 and 2100.
However, the low magnitude of the Trindade recession rates may indicate that this
volcanic island is less vulnerable than other locations to future SLR, even under a
high-rate scenario (like that projected for 2100). The results also indicate that the
shoreface slope and its composition exert a great influence on the coastal
responses: smoother profiles showed a larger shoreline displacement; additionally,
when the lower shoreface was mainly composed of sand rather than rock, the
retreat rates declined by more than 90% under most scenarios. Moreover, the
results from the two case studies highlighted: (1) the importance of hard structures
x
in the surf zone (e.g., calcareous reefs and volcanic rock outcrops) acting as
natural barriers, once they significantly reduced the coastal retreat in those
beaches presenting them; and (2) that the shoreline responses vary widely for
different sediment budgets estimates. In conclusion, the results expose the
complexity involved in the investigation of geomorphological controls when
modeling coastal response to SLR. Furthermore, they underline how an accurate
delineation of such parameters is critical for providing truthful shoreline forecasts.
