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No Brasil, um dos principais ambientes estuarinos da zona costeira é o Estuário da Lagoa dos Patos (ELP), localizado na porção Sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS). A Lagoa dos Patos é considerada a maior laguna costeira do tipo estrangulada do mundo (Kjerfve, 1986; Möller; Fernandes, 2010). Tal singularidade revela o notável valor científico e a relevância internacional da geodiversidade desse sistema, levando à proposição do Projeto Geoparque Paisagem das Águas, que tem como objetivo fomentar estratégias de desenvolvimento sustentável a partir da proposição e implementação de um Geoparque que abrange os recursos hídricos fluviais, lacustres, lagunares e oceânicos vinculados à paisagem das águas no Estuário da Lagoa dos Patos (UFPEL, 2023).
O Canal São Gonçalo (CSG) é um importante elemento da geodiversidade do ELP. Corresponde a um canal natural de comunicação entre a Lagoa Mirim e a Lagoa dos Patos, que resultou de um processo de colmatação das barreiras costeiras no contexto de subida do nível do mar holocênico. O CSG tem fluxo predominante no sentido Mirim-Patos. Possui cerca de 75 quilômetros de comprimento, largura média entre 200 e 300 metros e profundidade média de 6 metros (SPH, s.d.).
Sob condições naturais, a imersão da cunha salina no estuário da Lagoa dos Patos era responsável pela inversão do fluxo do CSG, fazendo com que a água salgada que penetra na Lagoa dos Patos através da Barra do Rio Grande conseguisse avançar em direção à Lagoa Mirim pelo CSG, formando o maior sistema de lagunas da América do Sul e um dos maiores do mundo. Entretanto, em 1977 foi construída a Barragem Eclusa São Gonçalo, com o objetivo de evitar a imersão de água salgada, via CSG, até a Lagoa Mirim (Simon; Silva, 2015). Esta obra viabilizou o desenvolvimento de vastas lavouras de produção de arroz irrigado. A água para abastecimento urbano do município de Rio Grande também é captada no CSG, ao sul da Barragem Eclusa.
O CSG é responsável pela drenagem final da Bacia Hidrográfica Mirim São Gonçalo (BHMSG), que engloba uma extensão total de 62.250 km², dos quais 29.250 km² pertencem ao território brasileiro, abrangendo 21 municípios, enquanto os restantes 33.000 km² estão localizados no território uruguaio, compreendendo 5 departamentos. Os principais afluentes que deságuam no território brasileiro incluem o Arroio Pelotas, os rios Piratini e Jaguarão, bem como os sistemas hidrográficos costeiros que drenam para o continente (incluindo o banhado do Taim e o sistema hidrográfico da Lagoa Mangueira). No lado uruguaio, os principais sistemas de drenagem que compõem a BHMSG correspondem aos rios Cebollati, Tacuari, Sarandi e San Miguel (ALM, 2022; Fernandes; Collares; Corteletti, 2021; Kotzian; Marques, 2004).
A capacidade máxima de descarga do Canal São Gonçalo para a Laguna dos Patos é de cerca de 4 mil m³s-¹ (Oliveira et al., 2015). De acordo com Sosinsk (2009), a vazão média anual da BHMSG é de 395, 91 m³s-¹, valor este que diminui no período de verão para 208,60 m³s-¹, devido à demanda de água no mês de janeiro para a irrigação das lavouras arroz.
A gênese e desenvolvimento do CSG corresponde a um dos momentos mais importantes da história geológico-geomorfológica da PCRS e do ELP. As variações do nível do mar, durante o Quaternário, viabilizaram a formação de quatro sistemas deposicionais do tipo Laguna-Barreira associados ao clímax dos quatro eventos transgressivos do nível do mar: Barreiras I, II e III, no Pleistoceno (idades de 400, 325 e 120 mil anos, respectivamente), e a Barreira IV (últimos 5 mil anos), ainda ativa, no Holoceno (Villwock; Tomazelli, 1995; Tomazelli; Dillenburg; Villwock, 2000; Weschenfelder, 2005; Villwock; Tomazelli; 2007).
O sistema Laguna-Barreira II desencadeou o isolamento parcial da Lagoa Mirim, ao passo que o sistema Laguna-Barreira III foi responsável pelo desenvolvimento final, muito próximo às condições atuais, do que hoje se denomina Sistema Lagunar Patos-Mirim (Farion, 2007). Foi a partir da formação da Barreira IV, no Holoceno, que a Lagoa Mirim passou a se comunicar com o Oceano Atlântico exclusivamente através do CSG. Em tempos anteriores à evolução do sistema Laguna-Barreira IV a Lagoa Mirim se caracterizava como um ambiente estuarino à parte, conectado com o Oceano Atlântico através de um canal chamado de inlet, que corresponde aos terrenos baixos onde atualmente se situa o Banhado do Taim. Foi através da última transgressão do nível do mar (e a consequente evolução da Barreira IV) que essa comunicação se fechou por completo (Lima; Parise, 2018).
Em suas primeiras fases de evolução enquanto elemento exclusivo de comunicação da Lagoa Mirim com a Lagoa dos Patos, o CSG se caracterizava como um amplo canal de conexão, que na sua margem oeste se encontrava em contato com depósitos lagunares e de retrabalhamento superficial do sistema de leques aluviais, e na margem leste se posicionava em contato com os depósitos praiais, marinhos e eólicos da Barreira II (Villwock et al., 1994). Este amplo canal foi sendo preenchido por materiais de origem flúvio-lacustre ao longo do Holoceno dando origem a um sistema que se organiza em uma área de 790,91 Km² e abrange parte dos municípios de Pelotas, Rio Grande, Capão do Leão e Arroio Grande.
O CSG compreende, dessa forma, um sistema extraordinário, pois representa um elemento-chave da geodiversidade do ELP, formado por lagunas conectadas através de um único e estreito canal natural e sua planície de inundação. Esse megacomplexo costeiro foi estudado apenas de forma indireta e genérica (Godolphim 1985; Manzolli, 2016; Manzolli et al., 2018), havendo uma lacuna de informações relativas à sua origem e evolução geomorfológica, sobretudo diante das alterações antrópicas impostas ao sistema natural na atualidade. Dessa forma, estudos de geocronologia capazes de definir o quadro evolutivo do CSG e de sua planície de inundação se mostram de extrema relevância para o detalhamento e atualização do conhecimento científico sobre a evolução geológico-geomorfológica do ELP e da PCRS, sobretudo em um cenário de mudanças climáticas, alterações na paisagem e mudanças nas coberturas da terra.
Sistemas lacustres e estuarinos podem preservar alguns dos melhores registros terrestres de mudanças ambientais, muitas vezes fornecendo conjuntos de dados temporalmente contínuos (Roberts et al., 2018). Os avanços nas técnicas de datação por Luminescência Opticamente Estimulada (LOE) expandiram sua aplicação a uma gama mais ampla de ambientes deposicionais, incluindo sedimentos lacustres. Esta aplicabilidade mais ampla aumenta a versatilidade da datação por luminescência no estudo de mudanças ambientais.
Vários autores têm aplicado a LOE ao estudo de sedimentos lacustres (Scholz et al., 2007; Kadereit; Dewitt; Johnson, 2012; Shanahan et al., 2013). Esses estudos contribuíram também para o avanço das técnicas de datação por luminescência no contexto de sequências de sedimentos lacustres, o que propiciou a crescente importância da LOE na compreensão das mudanças ambientais preservadas nestes materiais sedimentares.
Os sedimentos nos estuários são predominantemente terrígenos, oriundos da erosão de rochas continentais, transportados sobretudo pelos fluxos fluviais e oriundos do oceano, o que se coloca como ideal para datação por LOE. A análise dos resultados das amostras (a datação da planície estuarina) permitirá definir a evolução geológica e geomorfológica que esse sistema experimentou, na perspectiva de compreender a sua história natural. Tal processo envolve determinar a idade dos sedimentos acumulados ao longo do tempo. Mas para além da idade, a datação por LOE ajuda a reconstruir a história das mudanças e eventos geológicos e geomorfológicos mais recentes (Quaternário) pelos quais os estuários passaram (Kaiser et al., 2005).
A datação e o conhecimento dos processos evolutivos dos estuários, sistema do qual o CSG faz parte, mostram-se como particularmente importantes no momento em que a história humana se situa, em função do contexto de mudanças climáticas. As mudanças climáticas atuais, que implicam em alterações significativas nos padrões climáticos da Terra resultantes de atividades antrópicas, vêm produzindo alterações nas dinâmicas dos estuários, o que pode impactar de forma importante o CSG e as amplas áreas de deposição situadas em suas margens, que sustentam relevantes sistemas de áreas úmidas.
Efetivamente, as mudanças climáticas implicam em aquecimento global e elevação do nível do mar. Os estuários são particularmente vulneráveis a essa elevação do nível do mar, estando sob a ameaça de sofrerem inundações e intrusão de água salgada nos seus diversos ecossistemas. Por outro lado, as mudanças climáticas estão afetando os padrões de chuva e secas. Isso pode levar a variações extremas nos níveis de água nos estuários, pois secas prolongadas podem reduzir o fluxo de água doce, afetando a biodiversidade e a saúde dos ecossistemas. O oposto (chuvas catastróficas) também altera a dinâmica natural desses frágeis ambientes, exigindo a acomodação de concentrações elevadas de água doce oriundas dos sistemas fluviais responsáveis pela drenagem das bacias hidrográficas que alimentam o estuário.
Isso transforma em urgência a necessidade de se levantar elementos sobre o seu processo evolutivo ao longo do tempo, como forma de registrar a história da Terra e encontrar meios adequados - através do conhecimento efetivo da dinâmica desses meios -, para a adoção de medidas de mitigação e adaptação, essenciais para proteger essas áreas sensíveis e garantir sua resiliência frente aos desafios climáticos e de uso e ocupação.

As atividades de pesquisa serão balizadas pelo método sistêmico, que visa uma análise integrada dos componentes espaço-temporais que caracterizam a dinâmica natural e as intervenções antropogênicas no Canal São Gonçalo e em seu entorno. As técnicas de trabalho incluem as etapas iniciais de levantamento bibliográfico e cartográfico, que serão acompanhadas de trabalhos de campo e trabalhos de gabinete (mapeamento geomorfológico de detalhe e mapeamentos de cobertura e uso da terra, com o uso de geotecnologias), bem como a datação de sedimentos em laboratório especializado.
As etapas iniciais de levantamento bibliográfico irão averiguar a produção científica existente sobre ambientes lagunares estrangulados, tal qual o são a Lagoa dos Patos e a Lagoa Mirim, ambas conectadas pelo Canal São Gonçalo (Kjerfve, 1986; Möller; Fernandes, 2010). Um dos objetivos é procurar identificar a existência de hidrogeoforma semelhante ao Canal São Gonçalo em outros sistemas lagunares do mundo - será o Canal São Gonçalo uma forma única e singular? A pesquisa bibliográfica será realizada em plataformas como Portal de Periódicos da CAPES, Google Scholar e Web of Science, com termos (a serem ainda definidos) em inglês que possibilitem o acesso à produção científica associada estreitamente com a colmatação de planícies lagunares no Quaternário.
A partir da pesquisa cartográfica preliminar, se buscará em fontes locais e regionais mapeamentos pré-existentes sobre a área de entorno do Canal São Gonçalo, sob diversas temáticas, nas geociências e em ciências ambientais, para estabelecer um quadro completo da realidade espacial da área de pesquisa, e fomentar a tomada de decisões, como por exemplo, a definição dos pontos de coleta de sedimentos, a validação da escala final a ser adotada pelo mapeamento geomorfológico de detalhe proposto e meios de representação das formas de relevo características da área de pesquisa para definição do sistema de legendas do mapeamento geomorfológico. Os levantamentos cartográficos preliminares serão realizados em órgãos ambientais das cidades drenadas pelo Canal São Gonçalo, assim como em banco de dados de dissertações e teses nas Universidades Federal de Pelotas, Universidade Federal do Rio Grande e Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Os trabalhos de laboratório relativos ao mapeamento geomorfológico de detalhe e das coberturas e usos da terra subsidiarão os trabalhos de campo, pois faz-se necessário identificar os pontos mais propícios para a coleta de sedimentos visando a datação por LOE. A perspectiva é identificar os locais com maior integridade ambiental, os quais serão objeto de coleta de sedimentos, que fornecerão os elementos necessários para a identificação da dinâmica evolutiva do sistema natural pesquisado. A seguir são descritos os procedimentos metodológicos para a obtenção destes produtos cartográficos.

D.1) Produtos Cartográficos

D.1.1) Mapeamentos geomorfológicos de detalhe

Os mapeamentos geomorfológicos de detalhe serão realizados em escala 1:10.000, a partir da interpretação de imagens obtidas por meio de aerofotolevantamento executado por Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), a ser adquirido com verbas do projeto em questão. Esta escala de trabalho permite um alto nível de detalhamento, facilitando a identificação de feições geomorfológicas específicas e a análise detalhada das formas deposicionais da área em estudo. Isso torna viável a identificação de áreas propícias para a amostragem de material a ser datado para a definição do quadro evolutivo do CSG via LOE. A definição dos recortes espaciais para a realização dos mapeamentos geomorfológicos de detalhe ocorrerá a partir dos resultados iniciais de Simon e Silva (2015) para a área em estudo.
A técnica de mapeamento geomorfológico respeitará a escala de trabalho adotada, fato que determina o nível de tratamento taxonômico no qual se pretende analisar as feições do relevo. Escalas de maior detalhe possibilitam a ênfase às formas deposicionais da área de influência de processos fluviolacustres que compõem a área em estudo, tornando viável a identificação de áreas propícias para a amostragem de material a ser datado para a definição do quadro evolutivo do CSG.
O mapeamento geomorfológico será conduzido de acordo com as orientações de Cunha (2001), que se pautou em uma adaptação das propostas de Tricart (1965) e Verstappen e Zuidan (1975), a partir da seleção de símbolos adequados à representação das feições geomorfológicas em uma única legenda para a realização de mapeamentos geomorfológicos que subsidiam a gestão ambiental. Os tipos de modelados recebem destaque e são mapeados a partir de simbologia específica com ênfase nas feições deposicionais que caracterizam a morfogênese da área em estudo e nas características da rede de drenagem em área de sedimentação recente.
A ênfase na utilização destas propostas de mapeamento geomorfológico é justificada pelos seguintes aspectos: (1) familiaridade de sua aplicação por parte do autor do projeto, (2) resultados significativos obtidos em estudos realizados por Simon (2007 e 2013), na região da Planície Lagunar e Alúvio-Coluvionar, município de Pelotas - RS e Simon (2010), em área de sedimentação recente do baixo curso do Rio Piracicaba – SP.

D.1.2) Mapeamento das coberturas e usos da terra

Os mapeamentos das coberturas e usos da terra para a área em estudo serão realizados em cinco cenários: 1985, 1995, 2005, 2015 e 2023. Os dados para a elaboração dos respectivos mapeamentos serão obtidos do Projeto MapBiomas, por meio da plataforma do Google Earth Engine, através de códigos predeterminados pelo próprio projeto, havendo a possibilidade da escolha quanto aos diferentes atributos para ser realizado o download. Estes atributos são: o tipo de dado, a área de estudo e a coleção do produto. Quanto ao tipo de dado, será determinado o atributo “coverage”; a área de estudo como o limite das Planícies Fluviolacustres marginais ao CSG e o nível da coleção, a Coleção 8 do MapBiomas, que no momento da elaboração deste projeto é a mais atualizada.
Os mapeamentos de cobertura e uso da terra possuem um papel crucial em dois aspectos relacionados às áreas úmidas marginais ao Canal São Gonçalo: (a) a identificação da integridade ambiental ao longo do tempo e, (b) a orientação para a definição dos locais de coleta de amostras para a datação por LOE, em consonância com os resultados do mapeamento geomorfológico de detalhe.
Esses mapeamentos permitem monitorar as mudanças na cobertura e uso da terra ao longo do tempo, destacando áreas onde a integridade ambiental foi mantida. Isso é essencial para a conservação, pois auxilia na identificação de locais que não sofreram grandes alterações devido a atividades humanas ou processos naturais.
Além disso, os mapeamentos temporais também ajudam a selecionar áreas prioritárias para a coleta de amostras para a datação por LOE. Locais que mantiveram sua cobertura vegetal natural e integridade ambiental ao longo do tempo são ideais para esse tipo de análise, fornecendo informações valiosas sobre a evolução e história desses ecossistemas.
Ao contextualizar temporalmente a coleta de amostras para a datação por LOE em áreas com histórico de integridade ambiental mantida, é possível obter informações mais precisas sobre a cronologia dos eventos e processos que influenciaram o desenvolvimento das áreas úmidas ao longo do tempo. Isso contribui para uma compreensão mais completa da evolução desse sistema geomorfológico.

D.2) Datação por Luminescência Opticamente Estimulada (LOE)

Esta etapa inicia com a produção de uma malha de pontos de coleta de sedimentos, a partir dos dados derivados dos mapeamentos geomorfológicos e dos mapas de cobertura e uso da terra. Trabalhos de campo de prospecção serão previamente realizados para a validação da malha de pontos de coleta.
A realidade de campo será fator determinante para a coleta das amostras, pois o entorno do Canal São Gonçalo é área de ocorrência de banhados (áreas úmidas - wetlands), com setores de acumulação de águas e pequenos fluxos fluviais. As amostras de sedimentos para a datação LOE podem ser úmidas, mas não podem ter mais de 30 por cento de conteúdo em água (Laboratório Datações, 2024), o que implica em desafios (contornáveis) para a retirada dos sedimentos dos bancos de sedimentação laterais.
A princípio, serão definidos 4 transectos ao longo dos 75 km de extensão do Canal São Gonçalo, a uma média de 18 km de distância entre eles, com três amostras em cada margem, a distâncias de 1 km cada uma delas, fazendo um total de 6 amostras por transecto e perfazendo 24 amostras na totalidade. Essa malha de coleta é ainda teórica, pois a posição definitiva dos pontos de coleta só poderá ser firmada após as primeiras etapas de laboratório (mapeamento geomorfológico de detalhe e mapeamentos das coberturas e usos da terra), que possibilitarão a identificação dos locais mais preservados, bem como da realidade do campo.
Assim, os trabalhos de campo serão realizados com o uso de embarcações e trados, que permitirão a escavação das trincheiras nas quais os sedimentos serão coletados. Pretende-se cavar a profundidades da ordem de aproximadamente 1 m, coletando amostras de 40 cm em canos metálicos que serão imediatamente ensacados em sacos plásticos pretos, para evitar qualquer contato com a radiação solar e a luminosidade natural do dia. As amostras serão então enviadas por correio para o Laboratório de Datações em São Paulo, empresa privada especializada que proverá a datação dos sedimentos pela técnica LOE.
O Laboratório de Datações realizará as etapas técnicas necessárias para a obtenção das idades finais, pelo SAR 15 alíquotas. Esse processo, que levará em torno de 8 meses, será sequenciado pelas análises geomorfológicas, geológicas e sedimentológicas, as quais subsidiarão a definição do quadro evolutivo do CSG.

São elencadas as seguintes metas para o desenvolvimento da pesquisa:

(a) Elaboração de mapas geomorfológicos de detalhe das áreas de coleta de amostras para datação de sedimentos por meio da Luminescência Opticamente Estimulada;
(b) Elaboração de mapas de cobertura e uso da terra que evidenciem as mudanças pelas quais a área de estudo vem sendo submetida e também os locais onde as coberturas da terra mantiveram integridade ambiental, a fim de orientar, em conjunto com os mapas geomorfológicos, os locais mais adequados para a coleta de amostras para datação;
(c) Elaboração de um relatório técnico que consolide as informações obtidas no mapeamento geomorfológico, na análise de geocronologia e na dinâmica das coberturas e usos da terra, proporcionando uma visão abrangente e integrada do Canal São Gonçalo e seu entorno para fins de planejamento ambiental, ordenamento territorial e evidências de seu valor científico no contexto do Projeto Geoparque Paisagem das Águas;
(d) Divulgação dos resultados em periódicos científicos internacionais e em eventos científicos nacionais e internacionais;
(e) Elaboração de uma cartilha para o público em geral, explicando, em linguagem acessível, a origem e evolução do sistema lagunar Mirim-Patos e o papel do Canal São Gonçalo nesse processo.

São esperados os seguintes resultados:

(a) Elaboração de mapeamentos geomorfológicos de detalhe do Canal São Gonçalo, material cartográfico pioneiro no contexto regional;
(b) Levantamento e reconhecimento da evolução geomorfológica do Canal São Gonçalo, elemento da geodiversidade regional, a partir da análise de registros sedimentares por meio da Luminescência Opticamente Estimulada;
(c) Contribuição para o conhecimento científico do território do Projeto Geoparque Paisagem das Águas, que visa a certificação da UNESCO ao geopatrimônio do Estuário da Lagoa dos Patos, onde o Canal São Gonçalo tem papel ambiental fundamental na gênese e funcionamento desse sistema;
(d) Popularização do conhecimento acerca do Canal São Gonçalo e sobre a relevância ambiental, social, cultural e econômica de suas águas e áreas úmidas do entorno.