As rochas em equilíbrio que desafiam a gravidade e ajudam a entender risco de terremotos

A impressão é que podem cair com um simples espirro.

Em todo o mundo, milhares de rochas em equilíbrio precário eles estão empoleirados em posições estranhas, prontos para cair. Antes consideradas simples curiosidades geológicas, estão agora a aumentar o nosso conhecimento sobre o risco de terremotos.

Estas rochas delicadamente posicionadas, que teimosamente permanecem de pé, oferecem a oportunidade de estudar as profundezas da história, muito antes de os sismógrafos modernos poderem avaliar o movimento terrestre.

“As únicas testemunhas que podemos consultar são estas rochas precárias”, diz o geólogo Dylan Rood, do Imperial College London. “Eles são as testemunhas do que aconteceu um dia.”

As rochas em equilíbrio precário permitem-nos preparar-nos para o futuro, melhorando os mapas de risco sísmico que servem de base para planos de catástrofe, prémios de seguro e códigos de construção.

Essas rochas instáveis ​​e que desafiam a gravidade até ajudam os engenheiros a avaliar a tensão exercida sobre as rochas. usinas nuclearesdepósitos de resíduos radioactivos e imensas barragens.

Fragilidade

Rochas em equilíbrio precário pertencem a uma categoria de formação de relevo chamada “fraturas geológicas frágeis“. Alguns deles surgiram devido à erosão, como arcos rochosos ou pináculos, em forma de torres.

O Parque Nacional Arches, no estado americano de Utah, abriga milhares dessas formações. Neles, a água da chuva ou a ação de congelamento e descongelamento desgastou o calcário até atingir o ponto de colapso iminente.

Na costa, o mar pode esculpir frágeis formações geológicas em forma de falésias. Formam arcos que um dia desabarão, deixando rochas na costa. Um dos mais conhecidos no mundo é o Velho de Hoynas Ilhas Orkney, na Escócia, muito apreciada pelos alpinistas.

Outras formações geológicas frágeis crescem ao longo do tempo, como estalactites ou estalagmites. Em alguns casos, essas formações que parecem pingentes de gelo atingem vários metros de comprimento e um peso considerável. Mas o seu diâmetro não excede o de um braço humano.

Todas estas formações são impressionantes, mas as rochas precariamente equilibradas são particularmente fotogénicas. Parecem monumentos megalíticos, colocados num pequeno poleiro por alguma antiga divindade ou civilização.

Você pode encontrá-los em todo o mundo. Brimham Rocks, em Yorkshire, Inglaterra; Bola de Manteiga de Krishna na Índia; e Kummakivi, na Finlândia, são apenas alguns exemplos.

Nos Estados Unidos, eles estão espalhados por vários estados, desde Metolius Rocks, no Oregon, até Bubble Rock, no Maine.

E, em certos países, estas rochas adquirem até significado religioso. Adoradores budistas em Golden Rock, em Mianmar, cobriram a pedra com banho de ouro. Eles acreditam que um fio de cabelo de Buda evita que a formação caia.

As precárias arribas mantêm o seu delicado equilíbrio por duas razões.

Em alguns casos, as geleiras carregaram rochas e as depositaram em posições estranhas. As florestas do nordeste dos Estados Unidos, por exemplo, abrigam várias dessas chamadas rochas erráticas.

Em outros casos, as pedras parecem ter sido simplesmente colocadas num poleiro. O que realmente aconteceu é que sua base sofreu erosão gradativamente, até se tornar um pescoço estreito.

Janelas para a história

Os turistas costumam visitar as rochas precariamente equilibradas para tirar selfies. Mas os sismólogos admiram estas rochas por outras razões. Eles podem revelar atividade sísmica local num passado distante.

Para entender melhor isso, precisamos voltar ao início da década de 1990. Naquela época, os geólogos notaram um padrão curioso nas rochas precárias dos estados norte-americanos da Califórnia e de Nevada: geralmente havia poucas delas perto das bordas das falhas geológicas.

Essa observação gerou uma ideia. Talvez as rochas pudessem revelar informações sobre movimentos sísmicos passados, antes da invenção dos sismógrafos modernos e precisos. Se uma rocha precária for encontrada em uma região —– e você pode imaginar há quanto tempo ela está ali, prestes a cair — significa que o solo não se moveu o suficiente para derrubá-la.

Uma das primeiras rochas a ser analisada desta forma foi Omak Rock, no estado americano de Washington – uma rocha glacial equilibrada num pequeno poleiro, cerca de 90 km a sul da fronteira entre os EUA e o Canadá.

Em 1872, ocorreu um forte terremoto no noroeste dos Estados Unidos, mas a tecnologia da época não foi capaz de registrar com precisão a potência do terremoto. Até que a permanência da rocha Omak em seu poleiro ajudou os geólogos a estimar um possível limite para a gravidade daquele terremoto.

É ainda mais difícil determinar os impactos dos terremotos que ocorreram antes do início dos registros humanos.

No campo da paleoseismologia, os geólogos procuram sinais de movimentos pré-históricos da terra, como rupturas de falhas, deslizamentos de terra ou detritos de tsunamis. Acontece que muitos terremotos deixam poucos vestígios nos registros geológicos.

Mas quando os sismólogos encontram rochas precárias que permaneceram em pé durante milhares de anos, servem como testemunhas destes acontecimentos. A sua análise aumenta a precisão dos mapas de risco de terremotos, especialmente para tremores raros e mais fortes que ocorrem apenas a cada poucos milhares de anos.

Em setembro, pesquisadores do Serviço Geológico dos Estados Unidos publicaram uma análise de rochas precariamente equilibradas deixadas por geleiras nos estados de Nova York e Vermont.

Felizmente, não houve surpresas. As rochas sugerem que seus mapas eram geralmente precisos. Mas nem sempre é isso que acontece.

Existem alguns geólogos que ajudam a refinar e melhorar a análise de rochas precárias. Anna e Dylan Rood, do Imperial College London, desenvolveram uma metodologia mais precisa e baseada em probabilidades para estudar testemunhas sismológicas.

Se você encontrasse os Roods estudando uma rocha precariamente equilibrada no campo, você os reconheceria imediatamente porque a rocha estaria marcada com fitas coloridas.

Com tecnologia de detecção e telemetria de luz (Lidar) e fotografia por drone, as fitas de marcação ajudam a criar modelos 3D computadorizados de rochas para simular o que aconteceria com elas em diferentes cenários sísmicos.

“Podemos calcular a probabilidade de a rocha cair com diferentes terremotos, desde terremotos muito pequenos e curtos até terremotos realmente extremos”, explica Anna.

Também é importante verificar se as rochas estavam realmente instáveis ​​durante os últimos terremotos. Até à data a sua precariedade, os Roods analisam isótopos cosmogénicos nos minerais de quartzo das rochas, como o berílio-10.

Esses isótopos se formam quando os raios cósmicos atingem o quartzo. Portanto, eles estão presentes em maiores quantidades quando a superfície da rocha está exposta à atmosfera.

Eles revelam quanto tempo a rocha permaneceu em seu poleiro ou se sua base já esteve enterrada no solo ou em outros detritos.

“É um relógio”, explica Dylan. “Podemos calcular quando a rocha foi exposta.”

Utilizando estas técnicas, os Roods demonstraram que alguns mapas de risco dos Estados Unidos poderão necessitar de ser actualizados.

Analisando rochas precárias em Lovejoy Buttes, perto da falha de San Andreas, na região de Los Angeles, eles concluíram que os riscos de terremotos que acontecem uma vez a cada 10 mil anos podem ter sido superestimados. Os seus cálculos indicam que o tremor seria 65% menos poderoso naquela região do que o estimado anteriormente.

Infraestrutura vital

Os Roods se reuniram analisando rochas precárias perto da usina nuclear Diablo Canyon, na Califórnia. Desde então, eles e os seus colegas demonstraram que as rochas podem ser úteis, particularmente para testar a vulnerabilidade de construções humanas, como instalações nucleares ou grandes barragens.

Na verdade, as rochas precárias tornaram-se tão úteis para a indústria nuclear que a Agência Internacional de Energia Atómica (AIEA) recomenda agora o estudo destas rochas para reduzir o risco causado por terramotos perto de centrais nucleares.

Para determinar os riscos que representam uma central nuclear, os engenheiros precisam de conhecer os impactos daquele raro “grande” terramoto, que poderá rachar e abrir o seu reactor. Mas se nada aconteceu durante milénios, é difícil estimar a extensão dos danos.

Quando os Roods e os seus colegas mapearam e analisaram as rochas perto da central nuclear de Diablo Canyon, conseguiram reduzir as incertezas nos mapas de risco em cerca de 50%.

Eles planejavam começar a estudar as frágeis formações geológicas da França no final de outubro. A empresa energética francesa EDF pediu-lhes que melhorassem os mapas de risco sísmico das centrais nucleares e barragens hidroeléctricas do país.

No futuro, as rochas em equilíbrio precário também poderão ajudar os engenheiros a decidir onde enterrar os resíduos radioativos. Um dos primeiros testes de utilização dessas rochas no planejamento nuclear ocorreu em Yucca Mountain, um possível depósito de lixo nuclear em Nevada, nos Estados Unidos, hoje descartado.

Pesquisadores da Universidade de Nevada, em Reno, analisaram penhascos precários próximos, revestidos com “verniz de rocha”, uma substância rica em argila que se acumula ao longo do tempo nos desertos.

A presença do verniz demonstrou que algumas das rochas precariamente equilibradas permaneceram sem cair durante até 80 mil anos – uma indicação de que o risco de terremotos na Montanha Yucca era aceitável.

Então, se você alguma vez se deparar com uma rocha precária durante uma caminhada, imagine o que ele teria enfrentado para permanecer naquele lugar. Até os Roods ainda se maravilham com algumas daquelas rochas instáveis ​​que ainda existem.

“Em um dos locais na Califórnia, você pode balançá-los sozinho”, diz Dylan. “Isso realmente mostra o quão frágeis eles são.”

* Ricardo Fisher é o autor do livro A visão de longo prazo: por que precisamos transformar a aparência do mundo no momento e editor do site Éon.

Leia o versão original deste relatório (em inglês) no site Inovação BBC.