A região está em sua maior parte em zona temperada, enquanto sua parte norte, no norte do Paraná, está localizada em zona tropical. O clima encontra-se apresentado com uniformidade, variando pouco. Suas paisagens de contraste são apresentadas quase sempre pelos demais elementos que pertencem à natureza sul-brasileira: relevo com extensão de planaltos e planícies de menor comprimento, hidrografia com bacias fluviais de maior tamanho (a do Paraná e a do Uruguai) e as demais de tamanho pequeno, e vegetação na qual há florestas alternadas com campos. Sendo continuamente considerados estes contrastes, será compreendido com maior facilidade o quadro natural da região.
O relevo sul-brasileiro encontra-se sob o domínio, na maioria do seu território, de ambas as divisões do planalto Brasileiro: o planalto Atlântico (ou Serras e Planaltos do Leste e do Sudeste) e o planalto Meridional. Nesta região, o planalto Atlântico denomina-se planalto Cristalino, e o Meridional subdivide-se em ambas as porções: Arenito-basáltico e depressão Periférica. Na região aparecem ainda certas planícies. O ponto mais elevado da região sul é o Pico Paraná, com 1922 metros de altitude. Porém o Morro da Igreja, em Santa Catarina, possui 1.822 metros de altitude, sendo o ponto habitado mais alto da região Sul e onde foi registrada, não oficialmente, a temperatura mais baixa do Brasil: -17,8 °C, em 29 de junho de 1996.
As mais importantes unidades geomorfológicas da Região Sul do Brasil são:
- Planalto Cristalino: Encontra-se apresentado com grande largura no Paraná, no qual sua escarpa que volta-se para o mar é o acidente formador da serra do Mar, e torna-se afunilado em Santa Catarina. Suas elevações são os aspectos formadores dos "mares de morros", forma de relevo característica do planalto Atlântico;
- Planalto Meridional: Reveste a maioria do território sul-brasileiro, sendo alternadas extensas camadas intercaladas de arenito com basalto. O basalto é uma rocha extrusiva originária dos vulcões, que forma solos de terra roxa, de grande fertilidade. No Sul, com exceção do norte do Paraná, há uma pequena quantidade de regiões possuidoras de tais solos, porque na maioria das vezes os arenitos recobrem as rochas basálticas;
A elevação mais destacada no planalto Meridional é a serra Geral que, no Paraná e em Santa Catarina, é visível na parte de trás da serra do Mar, porém no Rio Grande do Sul acaba juntamente à costa, sendo a unidade geomorfológica formadora de falésias como as que são visíveis nos balneários da cidade de Torres, município gaúcho;
Para caracterizar mais facilmente essa unidade geomorfológica, divide-se habitualmente em ambas as partes: planalto Arenito-basáltico e depressão Periférica;
- Planalto Arenito-Basáltico: Nele, o basalto (de maior dureza) e o arenito, diferentemente resistentes à erosão, são os formadores das cuestas, que chamam-se localmente de "serras", exemplificando, a serra Geral, em Santa Catarina;
- Depressão Periférica: Unidade geomorfológica de pouco comprimento e altitude que chama-se planalto dos Campos Gerais ou segundo planalto paranaense, no Paraná, e depressão Central, no Rio Grande do Sul;
- Escudo Sul-Rio-Grandense: Planalto o qual chama-se Serras de Sudeste, localizado no sudeste do Rio Grande do Sul, caracteriza-se pelas coxilhas, os quais são formas de relevo com ondulações de colinas.
A região possui ainda vales menores, os quais encaixam-se em ambos os imensos planaltos (Cristalino e Meridional) e uma extensão de planície litorânea, juntamente à costa. No Paraná, a planície mais destacada é a Baixada Paranaense e, no Rio Grande do Sul, são salientadas as presentes restingas que servem de "fechamento" de enseadas e que são formações de lagoas litorâneas, como a lagoa dos Patos e a lagoa Mirim. Em Santa Catarina, a planície litorânea tem pouco comprimento, acima de tudo no norte, e dessa forma é continuada pelo litoral do Paraná, pelo no qual são formados balneários, dunas ou ainda restingas.
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