A indústria do carvão pode ter diminuído na última década por causa do aumento do gás natural barato, mas um método de mineração de carvão chamado remoção do topo da montanha ainda está ocorrendo, particularmente na região central dos Apalaches.

Uma nova ferramenta de mapeamento baseada na web mostra, com mais detalhes do que nunca, a terra desnudada pela mineração de carvão no topo da montanha no centro de Appalachia a cada ano, voltando mais de três décadas.

A ferramenta usa imagens de satélite para identificar e mapear a extensão anual da atividade de mineração em uma área de quatro estados, incluindo partes de Kentucky, Tennessee, Virgínia e Virgínia Ocidental.

No jornal PLOS ONE , pesquisadores estimam que entre 1985 e 2015, uma média de 21, 000 hectares foram convertidos em terra nua e entulho na região central dos Apalaches a cada ano - uma área com cerca de metade do tamanho de Washington, D.C.

Esta análise coloca a estimativa total desde a década de 1970 em cerca de 1,5 milhão de acres. "Essa é uma área 18 por cento maior do que o estado de Delaware, e apenas 3 por cento menor do que o Parque Nacional Everglades, "disse o primeiro autor Andrew Pericak, que conduziu a pesquisa no laboratório da professora de biologia Emily Bernhardt na Duke University.

A mineração no topo da montanha é uma forma de mineração de carvão de superfície em que as empresas de carvão limpam a floresta do topo de uma colina, em seguida, use explosivos e maquinário pesado para explodir e cavar o solo e a rocha e expor as camadas de carvão embaixo. A rocha restante e os detritos são empurrados para vales adjacentes, enterrando riachos sob centenas de metros de escombros chamados de "preenchimento de vale".

Os defensores dizem que o processo permite que as empresas de mineração colham camadas rasas de carvão que não podem ser alcançadas por meio da mineração subterrânea tradicional. Mas a crescente evidência científica sugere que também destrói florestas, enche o ar com poeira prejudicial e contamina riachos próximos.

Determinar o momento e a extensão da atividade de mineração é crucial para avaliar e mitigar esses impactos ambientais e humanos, disse o co-autor Matthew Ross, anteriormente na Duke e agora um pesquisador de pós-doutorado na University of North Carolina em Chapel Hill.

Mas confiável, estimativas atualizadas da pegada de mineração são difíceis de obter. Em qualquer ano, uma empresa de mineração só pode operar dentro de uma parte da área indicada em sua licença de mineração. Esforços anteriores mapearam a mineração de superfície em Appalachia usando imagens de satélite, mas esses mapas não são atualizados desde 2006, e apenas dar um instantâneo da mineração a cada 10 anos, em vez de ano a ano.

A ferramenta desenvolvida por pesquisadores da Duke, trabalhando com parceiros nas organizações sem fins lucrativos SkyTruth e Appalachian Voices, revela onde a mineração no topo da montanha está em andamento em uma escala de tempo mais precisa, e torna mais fácil manter os dados atualizados.

A equipe usou a plataforma de computação em nuvem do Google Earth Engine para processar imagens de satélite do governo dos EUA de luz visível e invisível refletida da superfície da Terra, tirada ao longo de 31 anos consecutivos em uma área de 74 condados.

Cada pixel em 10, 240 imagens de satélite, voltando a 1985, foi analisado por um algoritmo de computador que usou dados de refletância para determinar o "verdor" de cada pequeno quadrado da imagem, que representa um quadrado de 100 por 100 pés da Terra.

Uma coleção de pixels que parecia totalmente desprovida de vegetação e não fazia parte de uma cidade, estrada ou corpo d'água foi rotulado como uma área onde a mineração provavelmente estava ocorrendo naquele ano, com pelo menos 83% de precisão em qualquer ano.

"Demorou apenas alguns minutos para gerar o conjunto de dados, "Pericak disse." É uma grande economia de tempo.

A equipe também combinou suas estimativas de área de mina com dados publicados anteriormente sobre a produção de carvão. Nas décadas de 1980 e 1990, eles encontraram, cada 30 metros quadrados de terra na região rendia uma tonelada de carvão. Em 2010, Contudo, as empresas de carvão precisavam limpar e explodir cerca de 160 pés quadrados por tonelada, e em 2015, demorou mais de 300 pés quadrados.

"É preciso mais terra para obter a mesma quantidade de carvão do que no passado, "Pericak disse.

Os resultados são consistentes com o que os geólogos, desde meados da década de 1990, previram - que, como mais denso, camadas mais acessíveis de carvão são extraídas, a proporção de resíduos de rocha e solo para carvão aumentará, junto com os custos operacionais, Disse Ross.

A coautora sênior Emily Bernhardt diz que os mapas atualizados ajudarão os pesquisadores a fazer estimativas mais precisas dos custos e benefícios da mineração no topo da montanha, e como ele se compara a outras formas de extração de recursos.

"Qualquer cientista interessado em estudar os impactos da mineração no topo da montanha agora pode ver exatamente onde as minas estão na paisagem e há quanto tempo esses impactos estão ativos, "disse Bernhardt, que está usando os dados para entender mais precisamente como a mineração no topo da montanha afeta a qualidade da água, até que ponto os efeitos se estendem a jusante e por quanto tempo eles persistem.

Michael Hendryx, professor da Universidade de Indiana, que não estava envolvido no estudo, tem usado os mapas atualizados para avaliar a exposição à poluição do ar e outros efeitos na saúde em pessoas que vivem perto de locais de mineração ativos, em comparação com pessoas que vivem mais longe.

“Também oferece ao público uma oportunidade melhor de monitorar as operações de mineração para garantir que estejam cumprindo as condições de suas licenças, "disse o co-autor Christian Thomas, da SkyTruth." Quaisquer novos problemas que surjam poderiam ser resolvidos e corrigidos de forma mais eficaz com esta análise anual da região. "

Thomas diz que a SkyTruth planeja usar os dados para medir a eficácia dos esforços de recuperação após o término da mineração. "Esta é a chave para ajudar a região a se recuperar desse legado de mineração e transição para um futuro não minerador, "Disse Thomas.

Os dados e o código do computador são gratuitos para qualquer pessoa usar, e a futura atividade de mineração pode ser rapidamente adicionada ao conjunto de dados à medida que novas imagens de satélite se tornam disponíveis, Pericak disse.