Um novo estudo revelou pela primeira vez a história das inundações do rio Mississippi nos últimos 500 anos. Ele mostra um aumento dramático no tamanho e na frequência de inundações extremas no século passado, principalmente devido a projetos para endireitar, canalizar, e limitou o rio com diques artificiais.

A nova pesquisa, liderado por cientistas da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), também descobriu um padrão claro ao longo dos séculos ligando as inundações no Mississippi com as flutuações naturais das temperaturas da água do Pacífico e do Oceano Atlântico. Este registro de longo prazo recém-recuperado fornece um contexto histórico que destaca como a engenharia fluvial mais recente intensificou as inundações a níveis sem precedentes.

"As inundações que tivemos no último século são maiores do que qualquer coisa que vimos nos últimos 500 anos, "disse Sam Muñoz, um ex-bolsista de pós-doutorado da WHOI e o principal autor do estudo, publicado em 5 de abril, 2018, no jornal Natureza . A pesquisa mostra que nos últimos 150 anos, a magnitude da enchente de 100 anos - uma enchente que tem 1% de chance de ocorrer em qualquer ano - aumentou cerca de 20%. A equipe de pesquisa descobriu que cerca de três quartos desse risco elevado de inundação pode ser atribuído a modificações humanas no rio e sua bacia.

"Há uma questão de longa data sobre até que ponto todas as mudanças que fizemos no rio Mississippi - um dos rios mais planejados do mundo - alteraram a probabilidade de inundações realmente grandes, "disse Muñoz, agora é professor assistente na Northeastern University.

Para responder a essa pergunta, os cientistas usaram uma técnica que o paleoclimatologista da WHOI Jeff Donnelly desenvolveu no oceano costeiro para rastrear a história dos furacões:extrair longos núcleos de sedimentos de fundo de lagos e pântanos.

"É o equivalente a enfiar um canudo em um milkshake, colocando o polegar por cima, e puxando-o para fora, "disse Donnelly, um co-líder no estudo. Nesse caso, a "palha" era um tubo de alumínio de 30 pés de comprimento implantado a partir de um pequeno barco flutuante, e o "milkshake" era a lama, areia, e lodo no fundo de três lagos marginais adjacentes ao rio Mississippi.

Durante grandes inundações, água em movimento mais rápido do canal do rio agita sedimentos de granulação maior e flui para os lagos geralmente desconectados, carregando sedimentos e detritos junto com ele. O material do rio é capturado nos lagos e eventualmente afunda. Ele forma uma camada na parte inferior que é posteriormente enterrada ao longo do tempo. As camadas são pistas reveladoras de enchentes anteriores. Quanto mais profundos os núcleos, quanto mais para trás no tempo os cientistas podem chegar.

O tamanho do grão nas camadas fornece pistas sobre o tamanho das enchentes. Quanto maior o dilúvio, quanto mais energia é gerada pela água do rio, e quanto maiores os grãos que são depositados nos lagos, disse o geocientista da WHOI Liviu Giosan, outro membro líder da equipe de pesquisa. Ao analisar o tamanho do grão e o tamanho da inundação para eventos de inundação conhecidos, por exemplo, a grande enchente do rio Mississippi em 1927 - Muñoz pôde estimar os tamanhos de enchentes até então desconhecidas representadas nos núcleos de sedimentos.

Para descobrir quando essas inundações ocorreram, a equipe usou isótopos de chumbo, césio, e carbono para datar as camadas de sedimentos grosseiros. Zhixiong Shen, da Coastal Carolina University, usou uma técnica chamada luminescência opticamente estimulada - que determina a idade de um material analisando quando foi exposto à luz solar pela última vez. Matthew Therrell, da Universidade do Alabama, usou anéis de árvores anuais para reconstruir um registro detalhado das inundações regionais mais recentes. Combinando esses métodos, a equipe rastreou a história das enchentes há mais de 500 anos - cerca de 350 anos mais atrás no tempo do que os registros de enchentes escritos mais antigos.

Próximo, eles compararam o que encontraram aos registros de ciclos climáticos de oscilação natural que afetam as temperaturas da superfície do mar no Atlântico e no Pacífico, como o El Niño-Oscilação Sul (ENSO). Eles descobriram que os ciclos de inundação do Mississippi correspondiam aos ciclos do oceano e do clima.

Em particular, Os eventos do El Niño trazem mais tempestades e chuvas para a região central da América do Norte, que satura o solo ao redor do Mississippi. Uma fase da oscilação do Oceano Atlântico traz chuvas extremas sobre a bacia do Mississippi. Quando os dois coincidem, inundações são mais prováveis.

"Pela primeira vez, podemos realmente analisar como a variabilidade natural do sistema climático influencia as inundações, e como as pessoas modificaram isso, "Disse Muñoz.

The sediment data also showed that the natural rhythm of flooding caused by ocean changes was greatly amplified by major federally-funded river engineering projects that began after 1928 to facilitate commercial navigation on the river and to protect communities and cropland from floods. The societal benefits of river engineering should be weighed against the risks that more large floods pose to agriculture, infrastructure, and communities, the scientists said. Além disso, big floods sweep more pollutants and fertilizers into the Gulf of Mexico, causing oxygen-depleted "dead zones."

Giosan says restoring more natural flood patterns to the river and allowing sediments to flow onto the floodplain during floods would help rebuild the drowning Mississippi delta, whose planned restoration is projected to cost tens of billions of dollars.

According to the team, the next steps will be to dig deeper into the river sediments to extend the flood record even further back in time and to apply this new method to understand what drives flooding on other major rivers systems around the world.