Satélites revelam o sobe e desce do litoral da Califórnia

Milhões de californianos vivem em áreas litorâneas baixas, onde o afundamento da terra está exacerbando os riscos do aumento do nível do mar

Aeroporto de San Francisco: em área ameaçada. Crédito: deror_avi/Wikimedia

Nos últimos 30 anos, o nível global do mar tem subido em média 3,3 milímetros por ano. As principais causas são a expansão térmica do aquecimento da água do oceano e a adição de água doce originária do derretimento das placas de gelo e geleiras. Mas à medida que o mar ocupa mais espaço, a elevação da terra também está mudando em relação ao mar, observa o site Earth Observatory, da Nasa.

O que os geólogos chamam de movimento vertical do solo – ou subsidência e levantamento tectônico – é um dos principais motivos pelos quais as taxas locais de elevação do nível do mar podem diferir da taxa global. A Califórnia oferece um bom exemplo de como o nível do mar pode variar em uma escala local.

“Não existe uma regra universal que se aplique à Califórnia”, disse Em Blackwell, pós-graduando da Universidade Estadual do Arizona (EUA). Blackwell trabalhou recentemente com o geofísico Manoochehr Shirzaei, da universidade Virginia Tech (EUA), para estimar o movimento vertical da terra ao longo da costa da Califórnia. Para isso, eles analisaram medições de radar feitas por satélites. A equipe de pesquisa descobriu que até 8 milhões de californianos vivem em áreas onde o terreno está afundando. Entre elas está um grande número de pessoas ao redor de San Francisco, Los Angeles e San Diego.

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Processos naturais e antropogênicos

A terra pode subir ou descer como consequência de processos naturais e causados ​​pelo homem. Os principais processos naturais incluem tectônica, ajuste isostático glacial, transporte de sedimentos e compactação do solo, explicou Shirzaei. Os humanos podem induzir o movimento vertical da terra por meio da extração de água subterrânea e da produção de gás e petróleo.

Mapa do litoral da Califórnia com as variações entre 2007 e 2018. As áreas em azul indicam subsidência; em vermelho, elevação. Crédito: Nasa Earth Observatory/Lauren Dauphin/ Blackwell, Em, et al. (2020)/Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)

O mapa acima destaca a variabilidade na elevação e no afundamento de terras ao longo dos 1.500 quilômetros de costa da Califórnia. As áreas mostradas em azul estão baixando, com áreas mais escuras afundando mais rapidamente do que as mais claras. As áreas mostradas em vermelho-escuro são as que se elevam mais rapidamente.

O mapa foi criado comparando milhares de cenas de dados de radar de abertura sintética (SAR, na sigla em inglês) coletados entre 2007 e 2011 com outros coletados entre 2014 e 2018. Blackwell e seus colegas procuraram diferenças nos dados, uma técnica de processamento conhecida como radar de abertura sintética interferométrica (InSAR).

Razões complexas

Os dados do radar vieram de sensores do Satélite Avançado de Observação de Terras (Alos), do Japão, e do satélite Sentinel-1A, da Europa. Os pesquisadores também fizeram uso de dados de velocidade horizontal e vertical de estações receptoras terrestres no Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS). Os dados InSAR apresentados nestes mapas têm uma resolução espacial média de 80 metros por pixel. Ela é mais de mil vezes superior aos mapas anteriores baseados apenas em dados GNSS.

As razões pelos quais a terra sobe ou desce em qualquer área podem ser complexas. Em escalas de tempo longas e grandes escalas, as placas tectônicas podem deslocar a terra. Por exemplo, no norte da Califórnia, a subducção da pequena placa Gorda sob a placa Norte-Americana na junção tripla de Mendocino faz com que a crosta fique mais espessa e suba alguns milímetros por ano.

Mas ao sul do Cabo Mendocino, o ambiente tectônico é bem diferente. Em vez de uma placa mergulhar sob a outra e empurrá-la para cima, a placa do Pacífico e a placa da América do Norte passam uma pela outra na direção norte-sul, o que causa significativamente menos elevação no centro e no sul da Califórnia.

Compactação

Outras forças geológicas atuam mais perto da superfície e em períodos mais curtos de tempo. Em deltas de rios, baías, vales e outras áreas onde os sedimentos se acumulam, a terra tende a afundar ao longo do tempo com o peso adicionado – um processo chamado transporte de sedimentos. Ele também afunda porque as partículas de sedimentos são espremidas e comprimidas com o tempo, explicou Shirzaei, líder do projeto e membro da equipe científica de mudança do nível do mar da Nasa. Na verdade, a compactação de sedimentos é a principal razão pela qual as áreas ao redor das baías de San Francisco, Monterey e San Diego apresentam taxas de subsidência relativamente altas.

Mapa da área de San Francisco: problema mais acentuado. Crédito: Nasa Earth Observatory/Lauren Dauphin/ Blackwell, Em, et al. (2020)/Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)

No mapa detalhado de San Francisco (acima), observe que o aeroporto, de baixa altitude, está afundando. O processo também é particularmente pronunciado na Treasure Island, na Baía de San Francisco. Ela registrou um afundamento superior a 10 milímetros por ano, graças em parte a um aterro sanitário na ilha. A área de soerguimento a leste de San Francisco, no Livermore Valley, é provavelmente causada por reabastecimento e recuperação do aquífero subterrâneo após uma longa seca.

Efeitos de curto prazo

As atividades humanas tendem a ter mais efeitos de curto prazo no movimento vertical do solo. Um exemplo é a zona de forte elevação em torno de Santa Ana, um vale ao sul de Los Angeles. Isso se deve principalmente a um sistema de gerenciamento de águas subterrâneas que tem reabastecido os aquíferos nos últimos anos, um processo que causa elevação.

O mapa indica uma notícia positiva para Los Angeles. A elevação ao longo de partes da costa torna grande parte da cidade e seus subúrbios costeiros menos expostos a riscos de enchentes causados ​​pelo aumento do nível do mar do que outras grandes cidades costeiras.

Essa imagem do movimento vertical da terra destaca os desafios de planejamento e mitigação do aumento do nível do mar que as comunidades em muitas partes da Califórnia enfrentam. “O conjunto de dados apresentado aqui pode auxiliar no planejamento de resiliência de longo prazo que permite às comunidades costeiras escolher entre um contínuo de estratégias de adaptação para lidar com os impactos adversos das mudanças climáticas e o aumento do nível do mar”, disse Shirzaei.

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