Identificação de depósitos de lama fluida na antepraia da Praia do Cassino (RS, Brasil) utilizando métodos geofísicos e medições diretas

Abstract

O substrato de regiões costeiras e estuarinas pode ser recoberto por sedimentos coesivos. A antepraia da Praia do Cassino (Rio Grande do Sul, Brasil) desenvolve esporadicamente depósitos de lama fluida de origem e dinâmica ainda desconhecidos. Nesta região, estes depósitos podem se deslocar em direção à face de praia causando impactos socioambientais e econômicos. O objetivo deste trabalho é relacionar a estrutura vertical de densidade da lama fluida medida in situ com os horizontes identificados pela geofísica rasa de diferentes frequências. A ecossonda monofeixe de dupla frequência opera simultaneamente com uma frequência mais alta (200 kHz, por exemplo) e uma mais baixa (50, 33, 38, 24 kHz, por exemplo). Nos levantamentos foram utilizados dois equipamentos acústicos de dupla frequência, mapeando os depósitos de lama fluida utilizando a alta frequência de 200 kHz para identificar o primeiro gradiente abrupto de impedância acústica, enquanto a baixa frequência de 33 kHz ou 50 kHz penetra na lama fluida e é refletida no próximo gradiente abrupto de impedância acústica. Doze campanhas ocorreram de 2018 a 2020 na antepraia da Praia do Cassino, unindo perfis de densidade com os registros de ecossonda de dupla frequência, simultaneamente. A correlação de Pearson foi aplicada para determinar a coerência entre os limites detectados por ambos equipamentos. Foram avaliados os erros na penetração do sinal acústico na estrutura vertical de densidade do depósito, identificando os intervalos de densidade melhor reconhecidos por cada frequência utilizada. Os maiores gradientes detectados pela alta frequência parecem ocorrer no intervalo de densidades de 1080 a 1100 kg/m³. A densidade de 1150 kg/m³ tem uma melhor associação com a baixa frequência de 50 kHz e a densidade de 1225 kg/m³ com a frequência de 33 kHz. Esta abordagem integrativa detectou com sucesso a presença e espessura da camada de lama fluida da antepraia da Praia do Cassino. Recursos complementares podem ser agregados a essa abordagem para entender a interação dessas camadas com as particularidades desse ambiente.Cohesive sediments usually cover the bottoms of coastal and estuarine regions. The shoreface of Cassino beach (Rio Grande do Sul, Brazil) is an exceptional environment for the development of fluid mud deposits since it is located on a microtidal coast, dominated by waves and with a high degree of exposure. These deposits sporadically move towards the beach, causing socio-environmental and economic impacts. This work aims to relate the fluid mud’s vertical structure of density measured in situ with the horizons identified by geophysics methods with different frequencies. Dual-frequency acoustic methods identify the fluid mud deposits using the high-frequency 200 kHz to recognize the first abrupt acoustic impedance gradient (lutocline). The low-frequency 33 kHz or 50 kHz penetrates the fluid mud and, in the next abrupt acoustic impedance gradient is reflected. From 2018 to 2020 were executed twelve field surveys, simultaneously associating density profiles with records of the dual-frequency echo sounder. Pearson’s correlation was applied to determine the coherence between the detection of the fluid mud boundaries by both devices. Each frequency best recognizes specific density intervals. The high-frequency best identifies the range of densities from 1080 to 1100 kg/m³. The density of 1150 kg/m³ had a better association with the low frequency of 50 kHz, and the range of densities 1225 to 1250 kg/m³ are associated with the frequency of 33 kHz. The densimeter combined with the dual-frequency echo sounder 200 kHz and 33 kHz had a better overall performance. This integrative approach has successfully detected the presence, boundaries, and thickness of the fluid mud deposit. Complementary resources can be added to understand how the particularities of this environment interact with these layers.