A cartografia geoquímica foi, desde a antiguidade, uma ferramenta intensamente utilizada para a prospecção mineral (Lag, 1991). Segundo Thornton (1993), à medida que foram surgindo os mapas geoquímicos, houve também um interesse por parte das ciências biológicas em associar os fenômenos
58
bioquímicos com concentrações de elementos traço. A cartografia geoquímica também se aplica a geomedicina. A expressão "Geomedicina" foi introduzida por Lag (1991) para denominar a área científica que estuda a relação entre fatores ambientais e distribuição geográfica de problemas patológicos e nutricionais na saúde humana e animal, causados principalmente por excesso de elementos traço. Nesta linha, a UNESCO afirma na introdução do relatório de pesquisa do Projeto IGCP 259 que “É melhor prevenir do que remediar", defendendo o mapeamento geoquímico como a ferramenta que permitiria a antecipação de potenciais situações de risco e auxiliaria na resolução de problemas de salubridade ambiental.
Reafirmando esta tendência, Caritat et al. (2007) que realizaram um mapeamento geoquímico em três estados da Austrália, descrevem que o conhecimento dos padrões das concentrações naturais dos elementos químicos ao longo de todo um país bem como da sua representação espacial podem contribuir de forma significativa para o tripé de crescimento de um país (economia, ambiente e desenvolvimento social), pois a partir deste conhecimento podem ser descobertas novas áreas para exploração mineral, e podem ser estabelecidos valores de background e de segurança para que a população não fique exposta a riscos ambientais, bem como direcionar políticas ambientais.
Diante deste cenário, a cartografia geoquímica em SIG (Sistema de Informações Geográficas) apresenta-se como uma ferramenta indispensável. O SIG é uma ferramenta de geoprocessamento que se ocupa do tratamento, manipulação e gerenciamento de dados cartográficos diretos e indiretos, que teve sua origem nos Estados Unidos, em 1968, para o desenvolvimento de projetos relacionados com a conservação e gestão dos recursos naturais (Gielen, 1999). Com a introdução destas novas tecnologias de cartografia digital, os mapas geoquímicos têm assumido, nos últimos anos, uma crescente relevância no contexto ambiental. Estes mapas georreferenciados permitem a localização de elementos químicos em abundância, contribuindo para a exploração mineral, bem como a detecção de valores anômalos que possam causar danos à saúde da população (Plant et al. 2001).
Contudo, entre a verificação das concentrações dos elementos químicos e a espacialização uniforme destas concentrações muitas vezes são encontradas dificuldades de representação. Isto ocorre devido a fato de que as distâncias entre os pontos de amostragem nem sempre são igualitárias, e as concentrações dos elementos químicos não se distribuem de maneira uniforme na área estudada (Albanese et al. 2006). Aliado a isso, os fenômenos geoquímicos, assim como a quantidade de chuva ou as concentrações de poluição, são impossíveis de serem quantificados em todos os pontos dentro de uma área geográfica, por isso a coleta de amostras em vários locais dentro da área de estudo, possibilita fazer inferências sobre toda a área geográfica, sendo que a interpolação é o processo que permite fazer estas inferências.
Contribuições às Ciências da Terra Série D(62), vol. 33, 185p.,2015
59
Através da interpolação espacial, existe a possibilidade de criar uma superfície que modela todos os fenômenos amostrados da melhor maneira possível. Para adotar este procedimento, é necessário alimentar um sistema cartográfico com um conjunto de medidas conhecidas e, utilizando um método de interpolação, é possível estimar os valores desconhecidos para a área, isto é feito também limitando o tamanho da amostra e controlando a influência que os pontos de amostra têm sobre os valores estimados. O princípio fundamental da interpolação espacial é que pontos próximos uns dos outros são mais parecidos que aqueles mais distantes; portanto, quaisquer valores da posição devem ser estimados baseados em valores de pontos próximos.
Diante deste cenário, Jones (2002) relata que a relação entre a distância e a interpolação entre os pontos amostrais é um fator relevante para a espacialização de dados geoquímicos, e para minimizar estes problemas, têm-se verificado na literatura a adoção de diversas técnicas encontradas em softwares específicos de mapeamento ArcGis e GeoDAS, as quais são derivadas de procedimentos geoestatísticos conhecidos, tais como krigagem2 e IDW (inverse distance weighted). Xuejing et al. (1997) utilizaram na China, a interpolação de valores a cada 4 x 4 km2 ou 6 x 6 km2, dependendo da densidade de amostragem. Em 2001, o FOREGS utilizando como meios de amostragem água, sedimentos de canal, sedimentos de planícies de inundação, solos (horizonte A e horizonte C) e adotando uma densidade de amostragem de 1 amostra para cada 5000 km2, produziu o mapa geoquímico do Oeste da Europa utilizando a técnica IDW para a interpolação, obtendo, segundo os autores, resultados satisfatórios. Contudo, Ferreira et al. (2001), realizando o mapeamento geoquímico de baixa densidade em todo o território de Portugal, utilizaram a interpolação de valores a cada 2x2 km2 em cada grid através de krigagem. Conforme pode ser observado na figura 3.7.
2 Krigagem, é um método de regressão usado em geoestatística para aproximar ou interpolar dados. Seu fundamento teórico se baseia na
Primeira Lei de Geografia de Tobler, a qual diz que unidades de análise mais próximas entre si são mais parecidas do que unidades mais afastadas. Desta forma, a krigagem utiliza funções matemáticas para acrescentar pesos maiores nas posições mais próximas aos pontos amostrais e pesos menores nas posições mais distantes, e criar assim os novos pontos interpolados com base nessas combinações lineares de dados.
60
Figura 3.7 - Distribuição espacial do As em sedimentos de canal em todo o território de Portugal (Ferreira et al.
2001)
Reafirmando a adoção das metodologias descritas, Albanese et al. (2006) utilizaram para a confecção de mapas a técnica IDW (inverse distance weighted) com interpolação aplicada ao programa ArcGis no mapeamento geoquímico da Campanha. Embora tenham sido obtidos os valores para 37 elementos químicos, só foram gerados mapas para os elementos com potencial de danos à saúde, dentre os quais temos: As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg e Zn. O mapa do zinco se encontra explicitado na figura 3.8.
Figura 3.8 (A), (C) e (E) – A - Mapa de concentração de Zn com todas as faixas encontradas dispostas por interpolação. C – Mapa de concentração de Zn com todas as anomalias encontradas. E – Mapa de concentração de Zn com valores de background. (Albanese et al. 2006)
Contribuições às Ciências da Terra Série D(62), vol. 33, 185p.,2015
61
No Brasil, Licht et al. (2006) formularam mapas geoquímicos a partir de amostras de solos e sedimentos de canal para todo o estado do Paraná com o auxílio da técnica IDW.
Utilizando diferente técnica de representação, sem interpolação, Costa (2007) elaborou mapas geoquímicos a partir do conhecimento dos valores de referência obtidos pelo método estatístico, o qual seguiu os critérios de distinção dos intervalos de populações, determinados pelos diagramas de frequência acumulada. A autora expôs as concentrações dos elementos em cinco intervalos, conforme pode ser observado na figura 3.9.
Figura 3.9 - Mapa Geoquímico do ferro para sedimentos de canal e planícies de inundação com todas as faixas
de concentração (Costa, 2007)