Figure 2 - uploaded by Brent J. Zaprowski
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An example of stream piracy. Notice how the capture event caused a distinct 90-degree bend, called an "elbow of capture", to form in the capturing stream. Also, the capturing stream has gained basin area at the other drainage basin's expense.
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The Black Hills of South Dakota exhibits many fine examples of stream piracy that are very suitable for teaching geomorphology lab exercises. This lab goes beyond standard topographic map interpretation by using geologic maps, well logs, gravel provenance and other types of data to teach students about stream piracy. Using a step-by-step method in...
Citations
... The rarity of sedimentary deposits preserved in these environments, given the aggressive denudation (TOOTH, 2000), is one of the factors that contributes to this rarity. Another factor is intermittent to ephemeral water flows, which impose accentuated structural control on limited river systems (GOUDIE, 2013) and can mask evidence of drainage rearrangements such as river elbows and changes in their water flow (ZAPROWSKI; EVENSON; EPSTEIN, 2002). On the other hand, the structural fabric of these environments also denotes an important role in epigenic weathering processes (TWIDALE, 2004; MAIA; NASCIMENTO, 2018), such as percolation, which in turn, is identified as important aids to the drainage rearrangements (PEDERSON, 2001). ...
River captures are drainage rearrangements commonly reported in divides of high topographic gradient, triggered by headward erosion. Captures also occur in divides of low topographic gradient through differential fluvial incision between rivers, however, in a smaller proportion of reports, mainly in dry regions. Thus, this research contributes to the theme by investigating possible river captures in the semi-arid equatorial margin of South America related to the Jaguaribe River, which flows over intermountain depressions. This study used morphological and sedimentary evidence obtained in field expeditions and by application of morphometrics (local relief, paleotopographic modelling and χ variable). Among the results, the following stand out: depressions drained by radial tributaries upstream of water gaps; opposing headwaters with relative extension that drain low-relief divides, damming fluvial-lacustrine sediments and transfers signatures of upstream areas. These data suggest drainage rearrangements and a possible endorheic phase during the study area evolution. Continuous incision of the Jaguaribe River conditioned river captures by rupture of paleodivides supported by structural ridges (shear zones). In this context, the drainage rearrangements were effective for the configuration of the Jaguaribe River, even in a region of low topographic gradient and water flow instability.
... Além disso, em casos que o rio capturador e o capturado têm a mesma direção, muitas vezes controlados pelas mesmas estruturas geológicas, a captura fluvial poderá não produzir cotovelos (ZAPROWSKI et al., 2002), como exemplo possíveis casos de rearranjo por migração lateral ou tectonismo (BISHOP, 1995). ...
... Um rio ou canal fluvial com meandros que obviamente não são proporcionais à largura da planície de inundação que se encontram podem ser identificados como anomalias de drenagem, consequência de processo de captura fluvial (SMALL, 1978). Isso porque o trecho remanescente do rio capturado terá uma perda significativa de descarga e de sedimentos, apresentando efeito oposto na área do rio capturador (ZAPROWSKI et al., 2002). Porém não são todos os casos de rios desajustados que estão intimamente relacionados com processo de captura fluvial, podendo ser consequência de mudanças paleoclimáticas (TWIDALE, 2004). ...
... Em algumas regiões, a captura fluvial é o fator principal de desenvolvimento de uma paisagem de terraços e que os rios podem ser os responsáveis pela deposição de material grosseiro em seu vale e podem dar pistas sobre a origem destes cascalhos, isto é, sua área fonte, no caso de uma captura fluvial (OLIVEIRA, 2010;PRINCE et al., 2010). De acordo com Zaprowski et al. (2002), as mudanças no fluxo do rio também podem ser reconhecidas pela análise estratigráfica dos terraços fluviais, pois as inclinações de seus depósitos refletem a direção do fluxo quando os sedimentos foram depositados. Se a direção do mergulho do terraço é distintamente diferente da direção do fluxo do canal atual, isso pode ser um indicador de captura fluvial. ...
Os estudos de evolução da paisagem geomorfológica têm demonstrado que os principais
condicionantes da reorganização fluvial são mudança nos níveis de base, resistência
litoestrutural e implicações tectônicas. A morfogênese do relevo da região do sudeste brasileiro
é resultado de diversos esforços tectônicos em sua superfície ao longo do tempo, com destaque
à orogênese Brasiliana no Pré-cambriano e o Rifte Continental do Sudeste Brasileiro no
Cenozoico. Diante disso, a presente pesquisa investiga a morfogênese da bacia do rio Minerva,
afluente do rio Paraíba do Sul, a partir de suas influências litoestruturais e evidências de
rearranjo fluvial. A operacionalização da pesquisa foi realizada a partir de um conjunto de
técnicas baseadas no reconhecimento dos padrões de relevo, configuração da rede de drenagem,
mapeamento de níveis de base locais e depósitos sedimentares quaternários, parâmetros
morfométricos voltados para análise evolutiva de bacias e reconstituição paleotopográfica. Tais
técnicas foram analisadas a partir da compartimentação da bacia em domínios de dissecação. A
análise dos lineamentos estruturais demonstra uma disposição prioritária na orientação NE-SW,
seguido de NW-SE. Boa parte dos canais principais da bacia apresentaram uma atual condição
de relativo “desequilíbrio”, com relação direta com áreas em controle litológico e/ou estrutural,
possibilitando a compartimentação da bacia em domínios de dissecação com padrões de relevo
distintos, incluindo ainda distintos ambientes de retenção da sedimentação quaternária. A
reconstituição paleotopográfica permitiu a criação de perspectivas evolutivas e de processos
que atuam na esculturação da paisagem geomorfológica da bacia, com indícios de um quadro
evolutivo distinto entre os domínios de dissecação. A pesquisa também possibilitou levantar a
hipótese de mudança da direção do percurso do rio principal da bacia por captura fluvial, além
outros possíveis processos de captura fluvial na relação entre bacias adjacentes. Por fim, a
compartimentação da bacia do rio Minerva a partir de domínios de dissecação se mostrou de
grande eficiência para investigação da história evolutiva da conformação do relevo e de sua
rede de drenagem.
... Se a direção dos depósitos do terraço diferir do canal atual, isto pode indicar uma captura fluvial. Se um depósito fluvial contém tipos de rochas não compatíveis com o rio atual, isto pode indicar que uma captura fluvial ocorreu anteriormente (ZAPROWSKI; EVENSON;EPSTEIN, 2002). ...
O carste apresenta regiões de conexões entre os sistemas fluviais e cársticos o fluviocarste, dispondo de feições típicas, como os vales secos. Tais feições vêm sendo estudadas de diversas formas para contribuir no entendimento da dinâmica geomorfológica do carste. Este estudo visa fazer uma revisão sobre vales secos em sistemas cársticos, tendo em vista observar o potencial científico destas áreas para diversas aplicabilidades. A revisão utilizou como principal forma de busca a plataforma Web Of Science (todas as bases), abrangendo o período entre 1945-2020, que abordavam sobre tais feições, com o uso das seguintes palavras-chave: karstic valley, dry valleys, blind valley, relict valley, ancient valley, fossil valley, solution valley, paleovalley e paleokarst valley, resultando em vinte e sete trabalhos, com diversas propostas de análise, evidenciando os fatores envolvidos na dinâmica fluviocárstica. O levantamento permite observar que são poucos estudos considerando a extensão de ocorrência de rochas carbonáticas no mundo, havendo concentração das pesquisas no continente europeu. No Brasil, apesar de dispor de regiões carbonáticas e das várias áreas mapeadas com ocorrência de cavernas, principalmente no bioma Cerrado, não há pesquisas sobre o tema, mesmo que viabilizem a identificação dos fatores que influenciam evoluções dos sistemas fluviocársticos.
... Understanding captures can be achieved by the identification of different processes such as elbows of capture, windgaps, exceptional incisions, abandoned valleys, knickpoints with waterfalls, and changes in fluvial discharges (Zaprowski et al., 2002;Miskesell et al., 2010). Climatic changes and tectonic activity are the most common causes for capture triggering mechanisms (Stokes and Mather, 2003;Perucca et al., 2018). ...
... Later, from the already captured Los Alisos 2 River, a new headward erosion process upstream pirated the Los Alisos 3 River (Figs. 4c, 5c). The formation of a new lower base level always generates imbalances in captured systems, as pointed out by Stokes et al. (2002) due to changes in the distribution of the catchment sizes (Bishop, 1995;Mather, 1993Mather, , 2000Zaprowski et al., 2001Zaprowski et al., , 2002. In the northern valley (Los Alisos 3 River) a gorge was cut in the interfluve (water gap). ...
The Sierra de Aconquija is a recently uplifted mountain chain in NW Argentina. The NE side of the sierra is drained by the Muñoz and Los Alisos rivers – whose base level is the Las Carreras Depression that is located to the SW of the Tafí valley. Two of the major headwaters of the Muñoz River suffered during its Holocene development from piracy by the Los Alisos River. These piracies had important consequences on the size of both basins and the functioning of their alluvial fans. The main causes of the captures were changes in river dynamics during Lateglacial and Holocene glacial events. Neotectonic activation does not seem to be the most determining factor, although there are active Holocene faults nearby (Las Carreras Fault 2). Geomorphological and human occupation data recovered from the alluvial fans enables us to estimate that the most recent capture was produced during the Late Holocene.
... Foram selecionados 05 pontos de amostragem entre a drenagem capturada e a drenagem decapitada para posterior confrontação, conforme proposto por Zaprowski et al. (2002) no estudo de capturas fluviais. Os pontos localizam-se no divisor das bacias, sendo respectivamente 03 pontos na bacia do rio Guaratuba e 02 na bacia do Rio Claro (Figura 2). ...
Esta pesquisa visa corroborar com o estudo de capturas fluviais ocorridas no sudeste brasileiro, especialmente quanto aos materiais de recobrimento superficiais formadores de feições morfológicas fluviais. Foram coletadas amostras das coberturas superficiais dos solos que recobrem o vale seco ou o antigo terraço do rio Guaratuba, região do divisor de bacias entre o alto Guaratuba e Rio Claro, para avaliação granulométrica, morfoscópica, mineralógica e palinológica. As amostras de material arenoso foram submetidas à datação absoluta através do método de Luminescência Opticamente Estimulada (LOE), enquanto as de material orgânico foram submetidas à datação absoluta de 14C via Espectrometria de Massa por Aceleradores (AMS). Os materiais de cobertura foram classificados na análise macromorfológica como Gleissolos, Espodossolos, Organossolos e Cambissolos os quais continham cascalheiras com mais de 1m de profundidade. Ocorre a predominância da fração arenosa em todos os horizontes descritos na análise granulométrica, assim como de quartzo e mica na análise mineralógica. Na análise morfoscópica da fração areia, observou-se o arredondamento dos grãos de quartzo em todos os horizontes, o que indica que esses grãos sofreram no passado erosão mecânica por fluxo de corrente. A avaliação de grãos de pólen fossilizados revelou um total de 6 táxons distintos preservados no vale seco, 1 Gimnosperma e 6 Angiospermas, sendo os sedimentos correspondentes ao Pleistoceno Tardio e Holoceno, o que indica possibilidade de correlação da formação dessa feição com flutuações climáticas. Estudos sistêmicos tornam-se referências importantes ao elucidarem em seus resultados o papel dos materiais formadores de feições morfológicas fluviais decorrentes de capturas.
... Se a direção dos depósitos do terraço for diferente do canal atual, isto pode indicar uma captura fluvial. Se um depósito fluvial contém tipos de rochas não compatíveis com o rio atual, isto pode indicar que uma captura fluvial ocorreu anteriormente (ZAPROWSKI et al., 2002). ...
Este estudo apresenta uma sintese dos tipos fundamentais de capturas fluviais, de acordo com sua evolucao ou morfogenese. Foi realizado por meio de pesquisa bibliografica, na qual algumas obras classicas foram revisitadas e outras, mais atuais, consultadas, alem da consideracao do estudo de caso pesquisado em OLIVEIRA (2003) e OLIVEIRA e QUEIROZ NETO (2007), para a bacia do rio Guaratuba, na escarpa da Serra do Mar. Captura fluvial ( river capture ou stream piracy ) corresponde ao desvio natural das aguas de uma bacia hidrografica para outra, promovendo a expansao de uma drenagem em detrimento da vizinha. Sabe-se hoje, de acordo com a pesquisa bibliografica, que a maior parte dos autores parece concordar que esse processo geomorfologico pode ocorrer por meio da absorcao de um rio por outro, do recuo de uma das cabeceiras, do aplanamento lateral geral, do transbordamento de um rio em outro ou do desvio subterrâneo de um rio, ate que atinja um rio vizinho. O rio capturado muda bruscamente de direcao no ponto da captura, local conhecido como cotovelo de captura. O rio que capta e chamado de captador, capturador ou beneficiario; a parte montante do curso captado e chamada de capturada ou decapitada. As capturas fluviais apresentam importantes evidencias da mudanca do relevo, como a presenca de um cotovelo de captura, de vales secos, mortos ou abandonados, com seixos rolados em seu vale e rupturas de declive no perfil longitudinal dos rios.
Rearranjos de drenagem têm sido investigados e descritos em boa parte do território brasileiro desde meados dos anos 1960. A grande exceção é a região semiárida, principalmente o Nordeste Setentrional, onde as interpretações vigentes entendem que as bacias hidrográficas da região se organizam graças à antecedência e/ou superimposição. Entretanto, até essa região apresenta anomalias fluviais que tipificam processos de rearranjos de drenagem. Algumas dessas anomalias se localizam no divisor hidrográfico entre as bacias dos rios Acaraú e Aracatiaçu no semiárido cearense. Essas anomalias foram investigadas por meio de sensoriamento remoto, de geoprocessamento e de análise em campo de evidências geomorfológicas. Os resultados obtidos indicam que parte de um paleo alto curso da bacia hidrográfica do rio Aracatiaçu foi pirateada para a do rio Acaraú. Esse processo transferiu alguns milhares de km² de área entre as bacias hidrográficas e reorganizou toda a rede de drenagem da região investigada. A identificação dessa grande captura fluvial sugere que processos de pirataria fluvial podem ter papel ativo na modelagem do relevo e na organização das bacias hidrográficas do semiárido brasileiro, demonstrando a importância do tema para os modelos de evolução geomorfológicos propostos para a região.
Google Earth is a free, easy-to-use geobrowser that has become a popular tool for observing planet Earth. Several features within Google Earth can enhance teaching of geomorphology concepts. The ability to tilt a scene and view a landscape threedimensionally, along with the capability to make measurements and construct an elevation profile, can greatly facilitate the identification and characterization of landforms and geomorphic mapping. Historical imagery allows users to access and analyze imagery dating back to the 1940s in some locations. This time-series of imagery is useful for studying natural and anthropogenic geomorphic processes and change. In addition to the geospatial data provided by Google Earth, supplementary data such as U.S. Geological Survey topographic or geologic maps, can be imported and easily georeferenced to provide an opportunity for more comprehensive analysis. Although not as powerful as commercial geographic information system (GIS) software, Google Earth is a dynamic venue for students to explore and analyze the geomorphology of the entire planet.
Stream capture and piracy in tectonically active regions have been described in geomorphic systems worldwide; however, few studies show the influence stream capture has on the rock record. We present an analysis of fluvial fan stratigraphy that developed as a result of multiple stream capture events, building a complex stratigraphic succession beneath the Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), California. The LLNL site is located in the southeast portion of the tectonically active Livermore Basin, a transpressional basin in the California Coast Ranges. Geomorphic evidence for this stream capture include: (1) the Arroyo Seco enters the basin from the south through an uplifted fault block, (2) south of this fault block lies an abandoned Arroyo Seco fluvial fan, (3) north of the fault block, in the Livermore Basin, Arroyo Seco built a 7-km2 fluvial fan, apparently forcing the Arroyo Las Positas, a smaller stream that enters the basin from the east, northward around the Arroyo Seco fan, and (4) a knickpoint exists near the point of capture on Arroyo Seco. Stratigraphic evidence reflecting this shift in the Arroyo Seco position into the Livermore Basin was evaluated through a provenance study of 215 gravel units from 34 boreholes spaced evenly over the 2.6 km2 LLNL site. The Arroyo Seco derives its sediment from both the Jurassic–Cretaceous Franciscan Assemblage and the Altamont Hills (which are comprised of Mesozoic Great Valley Group and Tertiary continental sediments). The Arroyo Las Positas drains only the Altamont Hills and thus lacks the Franciscan Assemblage-derived clasts. The origin of the individual gravel units was determined by the percentage of Franciscan Assemblage indicator pebbles (red chert, green chert and blueschist) in the samples. Through this analysis, we determined that high-percentage Franciscan Assemblage-derived clasts were present below a depth of approximately 35 m below the surface, low-percentage Franciscan Assemblage-derived clasts were present at depths between 35 m and 18 m, and high-percentage Franciscan Assemblage-derived clasts were present from depths of approximately 18 m to the surface of the fluvial fan. These results indicate that the Arroyo Seco flowed north and deposited sediments at the LLNL site, then was later absent from the basin at which time it formed a fan south of the fault block. During this absence of the Arroyo Seco, the Arroyo Las Positas, a westerly flowing stream, dominated the sediment supply at the LLNL site. The Arroyo Seco was then captured by a gully headward eroding through the uplifted fault block, redirecting the Arroyo Seco into the basin once again. This history of multiple stream captures created three stratigraphic units with alternating overall channel and paleoflow orientations.
