Tectonic and lithological controls on fluvial landscape development in central-eastern Portugal: Insights from long profile tributary stream analyses

Abstract

This study examines the long profiles of tributaries of the Tagus and Zêzere rivers in Portugal (West Iberia) in order to provide new insights into patterns, timing, and controls on drainage development during the Quaternary incision stage. The studied streams are incised into a relict culminant fluvial surface, abandoned at the beginning of the incision stage. The streams flow through a landscape with bedrock variations in lithology (mainly granites and metasediments) and faulted blocks with distinct uplift rates. The long profiles of the analyzed streams record an older transitory knickpoint/knickzone separating (1) an upstream relict graded profile, with lower steepness and higher concavity, that reflects a long period of quasi-equilibrium conditions reached after the beginning of the incision stage, and (2) a downstream rejuvenated long profile, with steeper gradient and lower concavity, particularly for the final reach, which is often convex. The rejuvenated reaches testify to the upstream propagation of several incision waves, interpreted as the response of each stream to increasing crustal uplift and prolonged periods of base-level lowering by the trunk drainages, coeval with low sea level conditions. The morphological configurations of the long profiles enabled spatial and relative temporal patterns of incisions to be quantified. The incision values of streams flowing on the Portuguese Central Range (PCR; ca. 380-150 m) are variable but generally higher than the incision values of streams flowing on the adjacent South Portugal Planation Surface (SPPS; ca. 220-110 m), corroborating differential uplift of the PCR relative to the SPPS. Owing to the fact that the relict graded profiles can be correlated with the Tagus River T1 terrace (1.1-0.9 My) present in the study area, incision rates can be estimated (1) for the streams located in the PCR, 0.38-0.15 m/ky and (2) for the streams flowing on the SPPS, 0.22-0.12 m/ky. The differential uplift inferred in the study area supports the neotectonic activity of the bordering faults, as proposed in previous studies based upon other geological evidence.

Evolução da paisagem e dinâmica sedimentar do rio Tejo em Portugal, durante o plistocénico – registo em perfis longitudinais regularizados com substrato rochoso e nos de leito aluvial

“…Tabela 1valores de incisão calculados para os tributários do Tejo no interior da Cordilheira Central Portuguesa. Hi = altitude inicial do troço analisado; Hf = altitude final do troço analisado (Martins et al, 2017) Tabela 2valores de incisão calculados para os tributários do Tejo na superfície da Meseta Ibérica. Hi = altitude inicial do troço analisado; Hf = altitude final do troço analisado (Martins et al, 2017) Uma & Westaway, 2008;Westaway et al, 2009).…”

“…Hi = altitude inicial do troço analisado; Hf = altitude final do troço analisado (Martins et al, 2017) Tabela 2valores de incisão calculados para os tributários do Tejo na superfície da Meseta Ibérica. Hi = altitude inicial do troço analisado; Hf = altitude final do troço analisado (Martins et al, 2017) Uma & Westaway, 2008;Westaway et al, 2009). O terraço T1 é anterior à "revolução do Plistocénico Médio" (Berger & Jansen, 1994), ou seja, a sua formação ocupa vários ciclos de 41 ka, da ciclicidade climática de Milankovitch, enquanto as idades dos terraços médios e baixos parecem seguir razoavelmente o ritmo orbital da ciclicidade de 100 ka: T3 -MIS 11; T4 -MIS 9 a MIS 6; T5 -MIS 5; T6 -MIS 3 (Cunha et al, 2008;Martins et al, 2010aMartins et al, , 2010bCunha et al, 2016aCunha et al, , 2016b.…”

“…Outro aspecto interessante diz respeito ao longo tempo de formação do terraço T1 no rio principal, podendo ser ligeiramente inferior nos tributários devido á transgressão temporal dos terraços de rocha (recuo dos knickpoints). Mesmo assim, a duração deverá ter sido suficiente para que os perfis dos tributários tivessem atingido uma situação de equilíbrio dinâmico (steady state) e uma regularização quase perfeita (Martins et al, 2017). Em perfis normalizados dos tributários do Tejo, dos quais se apresenta um exemplo ( Fig.…”

Geoarchaeology of the Cobrinhos site (Vila Velha de Ródão, Portugal) - a record of the earliest Mousterian in western Iberia

“…River terrace systems are amongst the best archives for the reconstruction of Pleistocene palaeoclimate, palaeoenvironment and palaeolandscape, as well as human behaviour (Bridgland and Westaway, 2008;Bridgland, 2000;Bridgland and Maddy, 2002;Chauhan et al, 2017;Daveau, 1993Daveau, , 1980Martins et al, 2017;Mishra et al, 2007). The sedimentary records of the Tejo allow the geological evolution of this river to be traced back to ca.…”

O Papel do Perfil Longitudinal na atenuação do Potencial de Transporte de Sedimentos em Bacias Hidrográficas: o caso do Parque Estadual de Terra Ronca (GO), Brasil

“…Entretanto, fatores litológicos, tectônicos e geomorfológicos podem influenciar a forma do perfil longitudinal. Quando isso ocorre, o perfil apresenta rupturas de declive, antecedidas e sucedidas por trechos que predominam agradação e trechos que predominam erosão e entalhamento do talvegue (Oliveira e Cassol Pinto, 2015;Martins et al, 2017;Cherem et al, 2018). Guedes et al (2006), Ambili e Narayana (2014), Celarino e Ladeira (2014), Vargas, Fortes e Salamuni (2015) e Pinheiro e Queroz Neto (2015) são exemplos de estudos que aplicaram a análise dos perfis longitudinais de rios para avaliar a dinâmica fluvial.…”