Winter Sedimentology and Morphology of the Maçambaba Beach–Foredune System, SE Brazil

• Published in: Journal of coastal research Vol. 40; no. 2; pp. 338 - 352
• Main Authors: de Abreu Andrade, Helena Asmar, Gonçalves Rodrigues, Fernanda Costa, Fletcher, Charles H., Casey, Georgina, Fonseca Giannini, Paulo César
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Fort Lauderdale Coastal Education and Research Foundation 20.11.2023; Allen Press Inc
• Subjects: Air masses; Beaches; Blowouts; climatic factors; Coastal barrier; coastal processes; Dunes; Eolian deposits; eolian sand deposits; Grain size; Holocene; Morphology; Ocean circulation; Offshore; opposite winds; Overwash; Polar air masses; Sand; Seasonal variations; Seasonality; Sedimentology; Storms; Summer; Surf zone; Swell; Upwelling; washover fans; Wind direction; Winds; Winter; Brazil
• ISSN: 0749-0208; 1551-5036
• DOI: 10.2112/JCOASTRES-D-23-00035.1

Andrade, H.A.A.; Rodrigues, F.C.G.; Fletcher, C.H.; Casey, G., and Giannini, P.C.F., 2024. Winter sedimentology and morphology of the Maçambaba beach–foredune system, SE Brazil. Journal of Coastal Research, 40(2), 338–352. Charlotte (North Carolina), ISSN 0749-0208. The Maçambaba Holocene coastal barrier and dune system in Rio de Janeiro state, Brazil, is located immediately west of an abrupt orientation change from SW-NE to W-E on the SE Brazilian coastline. The eolian deposits are formed by winds from the SW, associated with polar air masses advancing in austral winter, and winds from the NE, associated with summer monsoon and upwelling intensification. The active beach–foredune system consists of intermediate reflective beaches and ramp incipient foredunes in the western (km 0–km 14) and central (km 15–km 35) sectors of the barrier and intermediate to dissipative beaches with more common ridge incipient foredunes in the eastern sector (km 36–km 48). This pattern from W to E indicates a change in the beach–foredune system from a more erosional regime with lower sand supply in the west to a more depositional setting in the east. Measured at the swash line, winter mean grain size fines and granulometric sorting increases from W to E, evidence of a net longshore drift in this direction. The increase in eolian sand supply toward the east favors sand reworking by SW (onshore) winds in the winter; consequently, coastal dunes are well developed in this sector. Overwash processes frequently develop where eolian deflation favors marine inundation during winter swell events. After their formation, washover fans are typically reworked by reverse winds from the NE (offshore) in austral summer. Throughout the entire barrier system, seasonal shifts in both swell orientation and wind direction are dominant climatic factors determining the development of washover fans, blowouts, and parabolic dunes with opposing migration directions. Investigating the effect of this climatic seasonality on the beach–foredune system is critical to understanding coastal response to storm events and climatic variations on longer timescales. A barreira costeira holocênica de Maçambaba localiza-se no estado do Rio de Janeiro, Sudeste do Brasil, imediatamente a oeste de uma mudança abrupta de orientação na costa, de sudoeste-nordeste para oeste-leste. Os depósitos eólicos são formados pelos ventos de sudoeste, associados às massas de ar polar que avançam no inverno austral, e pelos ventos de nordeste, associados à monção de verão e à intensificação da ressurgência. Nos setores central e oeste da barreira, o sistema praia-duna ativo consiste em praias intermediárias refletivas e dunas frontais incipientes em rampa. No setor leste, ele é composto por praias intermediárias dissipativas e dunas frontais incipientes em cordão. A passagem de dunas frontais em rampa, na parte oeste da barreira, para dunas frontais dominantemente em cordão, na parte leste, indicam que o aporte de areia eólica é maior a leste que a oeste. Nas amostras coletadas no espraiamento, a seleção granulométrica melhora e o tamanho médio de grão diminui de oeste para leste, o que é sugestivo de transporte longitudinal de sedimentos nesse rumo. O crescimento do aporte sedimentar para leste aumenta o retrabalhamento eólico pelos ventos de sudoeste (onshore) no inverno, e consequentemente as dunas costeiras são melhor desenvolvidas no setor leste, incluindo a formação de rupturas de deflação (blowouts). Neste setor, processos de sobrelavagem costeira frequentemente se desenvolvem onde a deflação eólica favorece a inundação marinha durante eventos de swell no inverno. Após sua formação, os leques de sobrelavagem são geralmente retrabalhados pelos ventos reversos de nordeste (offshore) no verão austral. Na barreira como todo, mudanças sazonais na orientação do swell e na direção do vento são fatores climáticos dominantes que determinam o desenvolvimento e deposição de leques de sobrelavagem, blowouts e dunas parabólicas com direções de migração opostas. Investigar o efeito dessa sazonalidade climática no sistema praia-duna ativo é fundamental para entender a resposta costeira a eventos de tempestade e variações climáticas em escalas de tempo mais longas.