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

As rochas em equilíbrio precário permitem que nós nos preparemos para o futuro, melhorando os mapas de risco de terremotos que servem de base para os planos de desastres, prêmios de seguro e códigos de construção civil.

Essas rochas instáveis, que desafiam a gravidade, chegam até a ajudar os engenheiros a avaliar o estresse depositado sobre as usinas nucleares, depósitos de resíduos radioativos e imensas represas.

As rochas em equilíbrio precário pertencem a uma categoria de formação de terrenos chamada “fraturas geológicas frágeis“. Algumas delas surgiram devido à erosão, como os arcos de rochas ou pináculos, em forma de torres.

No litoral, o mar pode escavar formações geológicas frágeis na forma de penhascos. Eles formam arcos que, um dia, irão desabar, deixando os rochedos na costa. Um dos mais conhecidos do mundo é o Old Man of Hoy, nas ilhas Orkney, na Escócia, muito apreciado pelos alpinistas.

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

Todas essas formações são impressionantes, mas os rochedos em equilíbrio precário são particularmente fotogênicos. Eles parecem monumentos megalíticos, colocados sobre um pequeno poleiro por alguma divindade ou civilização antiga.

É possível encontrá-las em todo o mundo. As rochas Brimham, em Yorkshire, na Inglaterra; a Bola de Manteiga de Krishna, na Índia; e Kummakivi, na Finlândia, são apenas alguns exemplos.

Nos Estados Unidos, elas estão espalhadas por diversos Estados, desde as rochas Metolius, em Oregon, até a rocha Bubble, no Maine.

E, em certos países, essas rochas chegam a adquirir significado religioso. Os fiéis budistas da Rocha Dourada, em Mianmar, cobriram a pedra com revestimento dourado. Eles acreditam que um fio de cabelo do Buda evita a queda da formação.

Os rochedos precários mantêm seu delicado equilíbrio por dois motivos.

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

Em outros casos, os rochedos parecem simplesmente terem sido colocados em um poleiro. O que aconteceu, na verdade, é que a sua base sofreu erosão gradualmente, até se tornar um pescoço estreito.

Os turistas costumam visitar os rochedos em equilíbrio precário para tirar selfies. Mas os sismólogos admiram essas rochas por outras razões. Elas podem revelar a atividade sísmica local em um passado distante.

Para entender melhor, precisamos voltar ao início dos anos 1990. Naquela época, os geólogos observaram um padrão curioso nos rochedos precários dos Estados americanos da Califórnia e de Nevada: geralmente, havia poucos deles perto dos limites das falhas geológicas.

Esta observação gerou uma ideia. Talvez as rochas pudessem revelar informações sobre os movimentos sísmicos do passado, antes da invenção dos precisos sismômetros modernos. Se um rochedo precário for encontrado em uma região —– e é possível imaginar há quanto tempo ele está ali, prestes a cair — isso significa que o terreno não se movimentou o suficiente para derrubá-lo.

Um dos primeiros rochedos a serem analisados desta forma foi a rocha Omak, no Estado americano de Washington — um rochedo glacial equilibrado sobre um poleiro minúsculo, a cerca de 90 km ao sul da fronteira entre os Estados Unidos e o Canadá.

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

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

No campo da paleossismologia, geólogos procuram sinais de movimentos pré-históricos de terra, como rupturas de falhas geológicas, deslizamentos de terra ou detritos de tsunamis. Ocorre que muitos terremotos deixam poucos traços nos registros geológicos.

Mas, quando os sismólogos encontram rochedos precários que permaneceram de pé por milhares de anos, eles servem de testemunhas desses eventos. Sua análise aumenta a precisão dos mapas de risco de terremotos, especialmente em relação aos raros tremores mais fortes, que acontecem apenas em intervalos de milhares de anos.

Em setembro, pesquisadores do Serviço Geológico dos Estados Unidos publicaram uma análise de rochedos em equilíbrio precário, deixados para trás pelas geleiras, nos Estados de Nova York e Vermont.

Felizmente, não houve surpresas. Os rochedos sugerem que seus mapas, de forma geral, eram precisos. Mas nem sempre é isso que acontece.

Existe um casal de geólogos que ajuda a refinar e aprimorar a análise das rochas precárias. Anna e Dylan Rood, do Imperial College de Londres, desenvolveram uma metodologia mais precisa, baseada em probabilidades, para estudar as testemunhas sismológicas.

Se você encontrasse os Roods estudando um rochedo em equilíbrio precário no campo, você logo os reconheceria porque a rocha estaria toda marcada com fitas coloridas.

Com a tecnologia de detecção e telemetria por luz (Lidar, na sigla em inglês) e fotografias com drones, as fitas de marcação ajudam a criar modelos 3D computadorizados das rochas, para simular o que aconteceria com elas em diversos cenários sísmicos.

“Podemos calcular a probabilidade de tombamento da rocha com diversos abalos de terra, desde os terremotos muito pequenos e curtos até os realmente extremos”, explica Anna.

Também é importante verificar se os rochedos realmente já eram instáveis durante os últimos terremotos. Para datar sua precariedade, os Roods analisam isótopos cosmogênicos nos minerais de quartzo das rochas, como berílio-10.

Estes isótopos se formam quando os raios cósmicos atingem o quartzo. Por isso, eles estão presentes em maior quantidade quando a superfície da rocha foi exposta à atmosfera.

Eles revelam há quanto tempo o rochedo permanece no seu poleiro ou se a sua base já esteve enterrada no solo ou em outros detritos.

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

Com estas técnicas, os Roods demonstraram que alguns mapas de risco dos Estados Unidos talvez precisem ser atualizados.

Analisando rochedos precários 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. Seus cálculos indicam que o tremor seria 65% menos potente naquela região do que o estimado anteriormente.

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

Na verdade, as rochas precárias se tornaram tão úteis para a indústria nuclear que a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) agora recomenda o estudo dessas rochas para reduzir o risco causado por terremotos perto das usinas nucleares.

Para determinar os riscos impostos a uma usina nuclear, os engenheiros precisam conhecer os impactos daquele raro terremoto “grande”, que poderá rachar e abrir seu reator. Mas se não houver acontecido nenhum por milênios, fica difícil estimar a dimensão dos danos.

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

Eles planejaram começar no final de outubro o estudo das frágeis formações geológicas da França. A companhia energética francesa EDF pediu que eles aprimorassem os mapas de risco sísmico das usinas nucleares e represas hidrelétricas do país.

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

Pesquisadores da Universidade de Nevada em Reno analisaram os rochedos 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 em equilíbrio precário haviam permanecido sem cair por até 80 mil anos – uma indicação de que o risco de terremotos na montanha Yucca era aceitável.

Por isso, se você encontrar algum dia um rochedo precário durante uma caminhada, imagine o que ele pode ter enfrentado para permanecer naquele lugar. Até os Roods ainda se maravilham com algumas dessas rochas instáveis que ainda estão de pé.

“Em um dos locais na Califórnia, você sozinho conseguiria balançá-las”, afirma Dylan. “Isso realmente demonstra como elas são frágeis.”