Meio ambiente

Revelando a crise silenciosa na costa leste da América

Santiago Ferreira

2007 – 2020

As infra-estruturas críticas estão ameaçadas à medida que o afundamento da terra amplifica a subida global do nível do mar.

Em muitas partes da Costa Leste dos EUA, 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 um estudo. NASAequipe de cientistas financiada pelo Laboratório de Observação e Inovação da Terra (EOI) da Virginia Tech.

Infraestrutura em risco

Os pesquisadores analisaram dados de satélite e dados terrestres GPS sensores para mapear o movimento vertical e horizontal das terras costeiras da Nova Inglaterra à Flórida. Em um estudo publicado em Nexus do PNAS, a equipe relatou que mais da metade da infraestrutura em grandes cidades como Nova York, Baltimore e Norfolk é construída em terrenos que afundaram, ou afundaram, 1 a 2 milímetros por ano entre 2007 e 2020. 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, caminhos-de-ferro, aeroportos, barragens e diques, estavam todas a afundar, descobriram os investigadores.

As descobertas seguem um estudo anterior do EOI Lab, publicado em Comunicações da Natureza, que utilizou os mesmos dados para mostrar que a maioria dos pântanos e zonas húmidas da Costa Leste – essenciais para proteger muitas cidades contra tempestades durante furacões – estavam a afundar-se 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”.

As causas subjacentes

“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 EUA”, disse Leonard Ohenhen, geofísico da Virgínia. Tecnologia. 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.

Avanços tecnológicos em mapeamento

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 o precisão das observações de satélite, eles também usaram dados de velocidade horizontal e vertical de estações receptoras terrestres do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS).

Influências Geológicas e Humanas

Parte da razão pela qual o Meio-Atlântico está afundando mais rapidamente do que o nordeste dos EUA é porque a borda do enorme manto 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 EUA e o Canadá começaram a subir como parte de um processo de reequilíbrio denominado ajustamento isostático glacial.

Embora a borda do manto de gelo 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.

Afundamento da Península de Charleston anotado

2007 – 2020

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 EUA, 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.

Olhando para o futuro

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 difundido, mais rápido e mais impactante porque as comunidades e as infraestruturas 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 EUA 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.”

Imagens do Observatório da Terra da NASA por Lauren Dauphin, usando dados de Ohenhen, Leonard O., et al. (2023).

Santiago Ferreira é o diretor do portal Naturlink e um ardente defensor do ambiente e da conservação da natureza. Com formação académica na área das Ciências Ambientais, Santiago tem dedicado a maior parte da sua carreira profissional à pesquisa e educação ambiental. O seu profundo conhecimento e paixão pelo ambiente levaram-no a assumir a liderança do Naturlink, onde tem sido fundamental na direção da equipa de especialistas, na seleção do conteúdo apresentado e na construção de pontes entre a comunidade online e o mundo natural.

Santiago