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26 de fevereiro de 2024

 

Áreas coloridas mostram onde a terra está afundando

Em muitas partes da Costa Leste dosEstados Unidos (EU), a subida dos mares impulsionada pelo derretimento do gelo e pela expansão térmica do aquecimento das águas é apenas parte do que ameaça as zonas costeiras. A terra também está afundando. Esta dupla etapa geológica está acontecendo com rapidez suficiente para ameaçar infraestruturas, terras agrícolas e zonas úmidas das quais dependem dezenas de milhões de pessoas ao longo da costa, de acordo com uma equipe de cientistas financiada pela NASA no Laboratório de Observação e Inovação da Terra (EOI) da Virginia Tech .

Os pesquisadores analisaram dados de satélite e sensores GPS terrestres para mapear o movimento vertical e horizontal das terras costeiras da Nova Inglaterra à Flórida. Em um estudo publicado no PNAS Nexus, a equipe relatou que mais da metade da infraestrutura em grandes cidades como Nova York, Baltimore e Norfolk foi construída em terrenos que afundarão, ou afundaram, 1 a 2 milímetros por ano entre 2007 e 2020. Os terrenos em vários condados de Delaware, Maryland, Carolina do Sul e Geórgia afundaram ao dobro ou ao triplo dessa taxa. Pelo menos 867 mil propriedades e infraestruturas críticas, incluindo diversas autoestradas, ferrovias, aeroportos, barragens e diques estão todas a afundar, descobriram os investigadores.

As descobertas seguem um estudo anterior do EOI Lab, publicado na Nature Communications, que usou os mesmos dados para mostrar que a maioria dos pântanos e zonas úmidas da Costa Leste – essenciais para proteger muitas cidades contra tempestades durante furacões – estavam a afundar a taxas superiores a 3 milímetros por ano. Eles descobriram que pelo menos 8% das florestas costeiras foram deslocadas devido à subsidência e à intrusão de água salgada, levando a uma proliferação de “florestas fantasmas”.

“A subsidência é um problema pernicioso, altamente localizado e muitas vezes esquecido em comparação com o aumento global do nível do mar, mas é um fator importante que explica por que os níveis da água estão subindo em muitas partes do leste dos EU”, disse Leonard Ohenhen, geofísico da Virgínia. As consequências para as pessoas que vivem ao longo da costa incluem mais inundações de “céu claro”, mais casas e infra-estruturas danificadas e mais problemas com a infiltração de água salgada nas terras agrícolas e no abastecimento de água doce.

“A boa notícia é que a subsidência é um problema que podemos abrandar até certo ponto à escala local”, disse Manoochehr Shirzaei, coautor de ambos os estudos e diretor do Laboratório EOI. Alguns factores importantes causados ​​pelo homem que contribuem para a subsidência incluem a extracção de águas subterrâneas, a construção de barragens e outras infra-estruturas que bloqueiam o fluxo natural de sedimentos que reabastece os deltas dos rios, e a secagem e compactação de solos turfosos.

O mapa acima destaca a variabilidade na subida e descida da terra – ou no movimento vertical da terra – em grande parte da Costa Leste. As áreas mostradas em azul diminuíram entre 2007 e 2020, com as áreas azuis mais escuras afundando mais rapidamente. As áreas mostradas em vermelho escuro aumentaram mais rapidamente. Os dados de satélite no mapa têm uma resolução espacial média de 50 metros por pixel, o que é melhor do que mapas anteriores baseados apenas em sensores terrestres.

O mapa foi criado comparando milhares de cenas de dados de radar de abertura sintética (SAR) coletados entre 2007 e 2020 pelo Advanced Land Observing Satellite (ALOS) do Japão e pelos satélites Sentinel-1 da Europa. Ohenhen e colegas procuraram mudanças sutis nos dados coletados em diferentes períodos de tempo para calcular a taxa de movimento terrestre usando uma técnica de processamento conhecida como radar interferométrico de abertura sintética (InSAR). Para verificar e melhorar a precisão das observações de satélite, também utilizaram dados de velocidade horizontal e vertical de estações receptoras terrestres do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS).

Parte da razão pela qual o Meio-Atlântico está afundando mais rapidamente do que o nordeste dos EUé porque a borda da enorme camada de gelo Laurentide , que cobriu grande parte do norte da América do Norte durante o auge da Idade do Gelo mais recente, atravessava o norte da Pensilvânia e Nova Jersey. As terras sem gelo ao sul dessa linha, especialmente no Meio-Atlântico, incharam para cima, enquanto as terras cobertas de gelo ao norte foram empurradas para baixo pelo peso do gelo, explicou Shirzaei. Quando a camada de gelo começou a recuar, há 12 000 anos, a região Médio-Atlântica começou a afundar-se gradualmente – e continua a fazê-lo hoje – enquanto o nordeste dos EU e o Canadá começaram a subir como parte de um processo de reequilíbrio denominado ajustamento isostático glacial .

Embora a borda do manto de gelo de Laurentide nunca tenha chegado perto do norte da Flórida, essa região tem taxas relativamente altas de elevação devido a outro processo geológico – a dissolução gradual e o clareamento das paisagens cársticas devido à infiltração de águas subterrâneas.

Esses ajustes isostáticos naturais ocorrem em profundidades subterrâneas relativamente profundas, ocorrem durante longos períodos de tempo, afetam áreas amplas e são responsáveis ​​por cerca de metade do movimento vertical da terra que os satélites observaram ao longo da Costa Leste, disse Shirzaei. No entanto, processos de curta duração, causados ​​pelo homem, que ocorrem mais perto da superfície, também podem ter uma forte influência em determinadas áreas.

A rápida subsidência em algumas partes da costa leste de Maryland e partes da Virgínia perto de áreas de elevação é provavelmente, em parte, um produto da retirada de água subterrânea e do bombeamento intencional de água de volta aos aquíferos para minimizar os efeitos da intrusão de água salgada, explicou Ohenhen. Da mesma forma, as elevadas taxas de subsidência nas zonas costeiras da Geórgia, Carolina do Sul e Carolina do Norte são provavelmente influenciadas pela presença de barragens que bloqueiam os sedimentos que, de outra forma, percorreriam vários rios importantes e reabasteceriam as terras costeiras, e pela drenagem e compactação dos solos turfosos.

O Condado de Charleston em vermelho no mapa

Charleston, na Carolina do Sul, está entre as cidades que lutam para reagir à subsidência e à elevação do nível do mar. Esta cidade de 800.000 habitantes é uma das cidades que afundam mais rapidamente (cerca de 4 milímetros por ano) no leste dos EU, sendo que uma parte desse afundamento se pensa ser o resultado de atividades humanas, incluindo o bombeamento de águas subterrâneas. Com grande parte do centro da cidade construída a uma altitude inferior a 3 metros (10 pés) acima do nível do mar, a frequência das inundações das marés aumentou acentuadamente nas últimas décadas, e a cidade está a considerar construir um paredão de 8 milhas em torno da península de Charleston para proteger seu centro da cidade devido a tempestades.

A equipe da Virginia Tech também observou que partes de Charleston apresentavam diferenças na taxa de subsidência dentro de uma área relativamente pequena, um fenômeno conhecido como subsidência diferencial. “Isso é um problema porque coloca mais pressão sobre a infra-estrutura”, disse Ohenhen. Outras áreas com altas taxas de subsidência diferencial estavam na costa leste de Maryland e Boston.

Este esforço para mapear a costa atlântica seguiu-se a um esforço semelhante do mesmo laboratório para mapear o movimento vertical da terra ao longo da costa da Califórnia . “A subsidência na Costa Atlântica é na verdade pior do que na Costa do Pacífico”, disse Shirzaei. “É mais generalizada, mais rápida e mais impactante porque as comunidades e a infraestrutura estão localizadas mais perto do nível do mar do que na Costa Oeste.”

O próximo projeto do laboratório é mapear a Costa do Golfo. “Nosso objetivo de longo prazo é mapear todos os litorais do mundo usando esta técnica”, acrescentou Shirzaei. “Sabemos que os planeadores de várias cidades dos EU já estão a utilizar os nossos dados para tornar as nossas costas mais resilientes e queremos que as cidades de todo o mundo sejam capazes de fazer o mesmo.”

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