Relative Sea Level Rise Effects at the Marambaia Barrier Island and Guaratiba Mangrove: Sepetiba Bay (Se Brazil)

Abstract

Human activities change coastal ecosystems, but they are also altered by natural causes, such as the relative sea level rise. This work analyzes the influence of changes of the relative sea level at Guaratiba mangrove and Marambaia barrier island, in Sepetiba Bay, Rio de Janeiro State (SE, Brazil), based on photo interpretation. The objective of this study is to analyze the morphodynamics of Marambaia coastal sand barrier, estimating the rate of the shoreline change by mapping the vegetation line position, variations of dune extension and overwash processes. The Marambaia barrier island and Guaratiba mangrove are highly vulnerable to sea level rise. The mangrove is suffering pressure from the relative sea level rising and urbanization. The mangrove migration towards the continent is evident through the analyses of aerial images from 1976 to 2005. If the current erosion process continues in the Marambaia barrier island, a disruption in the central area of the sand bank should occur, which will create a new communication between Sepetiba Bay and the ocean. This break will change the present internal circulation of the bay and modify the ecosystems. Also considering the anthropic pressure, if the Marambaia barrier island breaks, the mangrove area will be reduced or disappear. The sea level rise and the sedimentation rate lowering will result in the migration and marine transgression in Marambaia barrier island and Guaratiba mangrove. EFEITOS DO AUMENTO RELATIVO DO NÍVEL DO MAR NA ILHA BARREIRA DE MARAMBAIA E DO MANGUEZAL DE GUARATIBA: BAÍA DE SEPETIBA (SE BRASIL) ResumoAs atividades humanas alteram os ecossistemas costeiros, mas estes também são alterados por causas naturais, como por exemplo, o aumento relativo do nível do mar. Este trabalho analisa a influência das mudanças relativas do nível do mar no manguezal de Guaratiba e na ilha barreira de Marambaia, na Baía de Sepetiba, localizada no Estado do Rio de Janeiro (SE, Brasil), com base na fotointerpretação. O objetivo deste estudo é analisar a morfodinâmica da barreira costeira de areia de Marambaia, estimando a taxa de variação da linha de costa, mapeando a posição da linha de vegetação, variações da extensão dunar e os processos de overwash. A ilha barreira de Marambaia e o manguezal de Guaratiba são altamente vulneráveis à elevação do nível do mar. O manguezal está sofrendo pressão do aumento relativo do nível do mar e da urbanização. A migração do manguezal para o continente é evidente através da análise de imagens aéreas de 1976 a 2005. Se continuar o processo atual de erosão na ilha barreira de Marambaia, deverá ocorrer uma ruptura na área central do banco de areia, o que dará origem a uma nova comunicação entre a Baía de Sepetiba e a oceano. Essa quebra vai mudar a atual circulação interna da baía e modificar os ecossistemas. Se a ilha barreira de Marambaia se romper, a área de manguezal irá ser reduzida ou desaparecerá. Este efeito é tanto mais provável se for considerada também a pressão antrópica. A elevação do nível do mar e a redução da taxa de sedimentação resultarão na migração e transgressão marinha na barreira de Marambaia e no mangue de Guaratiba. Palavras-chave: Ilha da Barreira. Manguezal. Elevação do nível relativo do mar. Erosão costeira. Galgamento oceânico.

Spatio-temporal morphological variability of a tropical barrier island derived from the Landsat collection

“…Throughout the last decade, the 40 km long Marambaia barrier island has been investigated for its sedimentary dynamics and geological evolution (e.g., Borges and Nittrouer, 2016;Gomes et al, 2019;Reis et al, 2020;Dadalto et al, 2022), with fewer studies quantifying the shoreline dynamics (Oliveira et al, 2008;Bahiense et al, 2014;Santos et al, 2019;. Given the geomorphological importance of this barrier island and the emergency to understand the morphological behavior of coastal features due to scenarios of sea level rise (IPCC, 2022) and increased storminess (Young and Ribal, 2019;Rey et al, 2021), this work presents a contribution to the diagnostic of its morphological trends over 36 years , supported by Landsat imagery analysis.…”