Neotectonics of the southwest Portugal mainland : implications on the regional seismic hazard

A presente tese de doutoramento tem por objectivo o reconhecimento das estruturas neotectónicas presente no Sudoeste Português continental e a sua caracterização sismotectónica de modo a que o conhecimento sismogenético da zona seja mais aprofundado e, consequentemente, a avaliação da perigosidade sísmica para esta zona seja melhorada. Para tal, foi dado particular ênfase na identificação das deformações ocorridas durante o Plistocénico e o Holocénico, e na quantificação das mesmas, de modo a compreender os ciclos de deformação associados às estruturas que evidenciaram actividade sísmica para este período temporal. Trabalhos anteriores levaram ao reconhecimento de estruturas sismogénicas activas para esta zona, particularmente na região emersa, com actividade reconhecida para o período Pliocénico terminal – Quaternário, embora não tenham sido reconhecidas evidências de sismicidade recente, directamente associadas às estruturas reconhecidas. Do mesmo modo, estudos desenvolvidos durante as últimas 2 décadas, levaram ao reconhecimento de inúmeras estruturas sismogénicas activas localizadas na região imersa, ao largo da Margem Sudoeste Continental. Ambos os reconhecimentos, de estruturas activas na região emersa e imersa próxima, bem como os dados de sismicidade instrumental, sugerem a existência de uma estrutura regional complexa, que se deverá ter desenvolvido a partir do Miocénico terminal, mas cuja componente Plistocénica se encontra pouco caraterizada. A relação desta estrutura regional com a deformação topográfica regional não se encontrava detalhadamente caracterizada, nomeadamente em relação aos movimentos verticais crustais, que embora estimados não tinham sido reconhecidos para o Plistocénico. Deste modo, os trabalhos que conduziram à elaboração desta dissertação, tiveram duas linhas principais de investigação que no entanto, se complementaram: uma referente ao estudo e caracterização dos movimentos verticais crustais ocorridos durante o Plistocénico e o Holocénico e outra referente à identificação dos segmentos activos das estruturas sismogénicas presentes na zona de estudo, sua caracterização e quantificação da deformação ocorrida durante o Plistocénico e o Holocénico. Numa fase inicial de reconhecimento e estudo geral sobre a área relativa ao Sudoeste Português, as várias estruturas previamente reconhecidas e consideradas sismogénicas foram analisadas, não tendo no entanto sido possível reconhecer para todas elas deformação ocorrida no Plio‐Plistocénico, quer através de estudos geomorfológicos, quer através de observações directas do traço da falha e de sedimentos deformados. Esta falta de informação sobre deformação quaternária não implica que as estruturas previamente consideradas sismogénicas não se encontrem activas, mas que os dados existentes não nos permitiram proceder a estudos mais detalhados, que consistem o âmbito principal deste trabalho. Para proceder aos estudos de movimentação vertical regional, foram consideradas superfícies geomorfológicas talhadas pela acção abrasiva do mar, isto é, plataformas de abrasão marinhas e terraços marinhos, o que nos permitiria assegurar uma informação altimétrica para a génese destes elementos morfológicos. A falta de informação sobre as idades absolutas destas superfícies, bem como a ausência de sedimentos a elas geneticamente associados e a dificuldade na aplicação bem sucedida de métodos geocronológicos que permitissem a obtenção de idades absolutas, levaram a que as superfícies morfológicas fossem objecto de estudo principal, isto é, os terraços marinhos, gerados durante os interglaciários Plistocénicos mais recentes, nomeadamente durante o Estádio Isotópico Marinho (EIM) 5e, que expectavelmente estarão a cotas altimétricas actuais, mais baixas e cuja identificação e relação com as curvas eustáticas do nível médio do mar existentes poderá ser estabelecida de uma forma mais correcta. Assim, os trabalhos centraram‐se principalmente na caraterização detalhada sobre o sistema de falhas São Teotónio – Aljezur – Sinceira eno reconhecimento de terraços marinhos plistocénicos tardio, ao longo de cerca de 140 km de sector litoral: ao longo da costa ocidental a sul do cabo de Sines e ao longo do sector ocidental do barlavento algarvio, desde Sagres até aproximadamente ao Carvoeiro. No âmbito deste trabalho foram assim caracterizadas várias morfologias pertencentes a terraços marinhos, a maioria das quais não tinha sido referenciada nem descrita em trabalhos anteriores. O reconhecimento de morfologias aplanadas ao longo da faixa litoral, de elementos morfológicos erosivos tais como entalhes basais e cavernas em substracto rochoso, e a presença e associação a estes elementos de sedimentos caracteríscos de ambiente litoral, a diferentes elevações, permitiu inferir que o sector litoral estudado se encontrava em soerguimento tectónico. Foi assim conduzido um levantamento sistemático e caracterização altimétrica detalhada com recurso a DGPS‐ RTK, deste elementos, para toda a zona de estudo. A consequente análise destes diversos elementos morfológicos e superfícies aplanadas, que embora existentes em locais diferentes, mas cujas cotas são semelhantes, conduziu à interpretação que para um mesmo nível do mar, as evidências da sua presença, podem variar conforme características hidrodinâmicas locais e com o tipo de substracto rochoso onde estão talhados, tal como sucede para o nível do mar actual. Esta compreensão e comparação com as condições hidrodinâmicas actuais para cada local, permitiu a reconstrução dos terraços marinhos expectáveis para cada local ou na ausência da formação de um terraço, da identificação de marcadores que deveriam existir, em analogia com o actual. Este raciocínio, levou assim à interpretação de alguns dos dados recolhidos como sendo evidências de terraços formados durante o EIM 5, em particular durante 3 picos do nível médio do mar, EIM 5a (aproximadamente 80 mil anos), EIM (aproximadamente 105 mil anos) e EIM 5e (aproximadamente 120 mil anos), tendo este raciocínio sido confirmado numa fase final de redação deste manuscrito com a obtenção da idade de EIM 5c para um dos terraços marinhos estudados.através de datação absoluta por Luminescência Opticamente Estimulada. Com base no seu posicionamento actual e na posição original conforme estudos noutras áreas de estudo indicam, foi estimada uma taxa de soerguimento tectónica de 0.09 ± 0.001 mm/ano. Esta mesma taxa de soerguimento tectónico é consistente com uma sequência de terraços que continua até cotas mais altas, nomeadamente numa sequência de terraços que é identificável na zona de Sagres, onde uma escadaria de terraços marinhos pode ser seguida desde a cota do mar actual na costa sul até próximo de 130 m de elevação, na zona da plataforma de abrasão regional, muito bem expressada na zona compreendida entre os vértices geodésicos do Mosqueiro e da Torre de Aspa. Um dos terraços pretencente a essa sequência foi estudado e também alvo de datação absoluta (obtida recentemente) através de Nuclídeos Cosmogénicos, indicando de cerca de 2 Milhões de anos, o que corresponde a uma idade mais antiga do que a expectável, e que permitiu estimar uma taxa de soerguimento tectónica na ordem dos 0.04 mm/a, para o início do Plistocénio e provavemente Pliocénico final. Com base nesta idade obtida para um terraço quaternário alto, foi possível calibrar idades para morfologias enquadradas na superfície de abrasão regional, que deverá ser de idade Pliocénica, parcialmente retocada durante a transgressão Plistocénica. Contudo, verifica‐se que existe uma variação nas taxas de soerguimento tectónico, em que se regista uma velocidade maior para o Plistocénico mais recente. Foi igualmente conduzida uma análise morfotectónica sobre as bacias exorreicas que desaguam na costa portuguesa desde o sul da Arrábida, até Vila Real de Santo António, com o objectivo de comparar taxas de movimentação vertical verificadas para o sudoeste português e zonas vizinhas. A análise demonstrou que as taxas de movimentação vertical são superiores para o sector do sudoeste português, sendo inferiores a norte do Cabo de Sines, e a leste da falha de São Marcos – Quarteira. No âmbito desta análise, foi ainda evidenciado que a estrutura São Marcos – Quarteira encontra‐se provavelmente activa, e constitui um limite importante na propagação de deformação vertical, que parece ser diferente de ambos os lados desta estrutura. Para a caracterização do sistema de falhas de São Teotónio – Aljezur – Sinceira, foram efectuados diversos estudos, suportados em reconhecimentos de campo, estudos de geomorfologia detalhada e análises de morfotectónica, de modo a reconhecer os segmentos activos desta estrutura. Embora tenha sido reconhecida deformação ao longo da bacia de São Miguel, para o troço São Teotónio – Odeceixe e ao longo da bacia da Sinceira, a complexidade e dimensão da bacia de Aljezur e a existência de várias estruturas tectónicas bem como de sedimentos potencialmente mais recentes, favoreceu que a generalidade dos estudos para a caracterização do sistema de falhas se tenha centrado na zona de Aljezur‐Alfambras. Assim numa fase inicial foram conduzidos estudos de reconhecimento dos traços de falha activa, bem como estudos de prospecção paleosismológica, nomedamente em dois locais ao longo da falha de Aljezur: estes estudos corroboram a presença de uma estrutura activa com componente de desligamento esquerda principal e a migração intra‐bacia dos segmentos mais activos da falha, mas não permitiram a individualização de eventos sísmicos que possibilitassem a verificação de um sismo característico para esta estrutura. A localização e confirmação de traços de falha, inferidos pela geomorfologia e não cartografados foi efectuada através de métodos de prospecção geofísica, nomeadamente através de perfis de resistividade eléctrica, que permitiram a definição do prolongamento da falha de Aljezur ao longo da planície aluvial da Ribeira de Aljezur, o reconhecimento de uma estrutura inferida para o bordo este da mesma planicie aluvial, e a confirmação de uma zona de falha no vale de Framangola. Estudos geomorfológicos ao longo da bacia de Aljezur‐Alfambras, permitiram estimar uma taxa de deformação vertical de aproximadamente 0.015 mm/ano para a bacia de Aljezur, durante o Quaternário e uma taxa de deformação horizontal entre 0.09 a 0.16 mm/ano desde 1.5 Ma.