p As vibrações no solo podem ajudar a melhorar os avisos avançados sobre inundações repentinas que resultam do derretimento glacial, de acordo com um estudo publicado hoje em Avanços da Ciência . p Em 7 de outubro, 1994, uma represa natural que estava segurando o estouro de um lago glacial, enviando as enchentes que desabam rio abaixo na vila butanesa de Punakha. A inundação repentina matou 21 pessoas, destruiu 816 acres de plantações e 6 toneladas de alimentos armazenados, e destruíram casas e outras infraestruturas. O novo estudo, liderado por pesquisadores do Observatório da Terra Lamont-Doherty da Universidade de Columbia, descobriram que dispositivos sísmicos locais sem saber registraram essa inundação de explosão de lago glacial cinco horas antes de chegar à aldeia.

p As inundações de erupções de lagos glaciais estão se tornando mais frequentes e mais destrutivas nas áreas montanhosas. À medida que as geleiras derretem, a água se transforma em lagos presos atrás de represas feitas de detritos glaciais rochosos e congestionamentos de gelo. Quando a barragem muda ou muita pressão se acumula atrás dela, a água do lago corre em uma explosão catastrófica, representando um perigo para as comunidades a jusante. À medida que o planeta aquece, lagos glaciais estão se tornando maiores e mais comuns, aumentando assim o potencial para inundações de erupção de lagos glaciais (GLOFs).

p No estudo, liderado pelo estudante de graduação de Lamont-Doherty, Josh Maurer, pesquisadores descobriram que um conjunto de sismômetro localizado a cerca de 100 quilômetros do lago glacial registrou um sinal claro de alta frequência por volta de 1h45, na época em que a barragem teria estourado. Eles levantam a hipótese de que quando a barragem se rompeu, o poderoso e repentino escoamento de água e / ou sedimentos atingiu o leito do rio, causando as vibrações que foram captadas pelos sismômetros. A equipe foi capaz de usar os dados sísmicos para reconstruir a inundação que percorreu 90 quilômetros rio abaixo, chegando à aldeia de Punakha por volta das 7h.

p Atualmente, instrumentos monitoram o nível de água local em alguns lagos glaciais e alertam as comunidades locais se o nível do lago cair repentinamente, indicando um GLOF. Contudo, esses sistemas são conhecidos por serem pouco confiáveis ​​e emitiram alarmes falsos no passado. Os autores do estudo sugerem que, com algum refinamento, o monitoramento sísmico em tempo real pode ser combinado com sistemas de monitoramento do nível de água para minimizar alarmes falsos e maximizar os tempos de aviso. Além disso, alguns sensores sísmicos estrategicamente posicionados podem potencialmente monitorar GLOFs em uma grande área, enquanto os monitores de nível de água devem ser instalados lago a lago.

p Os autores observam que mais pesquisas são necessárias antes que os monitores sísmicos GLOF estejam prontos para implantação. A equipe espera encontrar e explorar outras instâncias em que sismômetros tenham capturado eventos GLOF, para entender melhor como ler e analisar os sinais em tempo real. Eles também alertam que o dilúvio de Punakha foi muito grande, então o sinal se destacou claramente nos dados; no futuro, eles esperam entender melhor se a técnica pode detectar com segurança menores inundações de erupção de lagos glaciais, que ainda pode causar danos graves.

p Ao reconstruir o dilúvio de Punakha, os pesquisadores também puderam testar vários modelos de como as águas das enchentes deveriam fluir pela área, mostrando que os dados sísmicos podem ajudar a melhorar a modelagem de inundações. Além disso, o jornal usou imagens de satélite antes e depois do GLOF para avaliar seus impactos na área.

p Especialistas que não estiveram envolvidos no estudo, incluindo o geógrafo Simon Allen e o glaciólogo Holger Frey (ambos da Universidade de Zurique), disse que o estudo representa um primeiro passo promissor em direção a um sistema de alerta antecipado baseado em sismologia. Allen disse que mais pesquisas são necessárias, já que a técnica só foi testada em um lago até agora, e advertiu que manter uma rede de monitoramento sísmico em tempo real no Himalaia ou em outro lugar apresentaria desafios financeiros e técnicos.

p "Os algoritmos precisam ser extremamente confiáveis, "disse Frey." Todos os eventos devem ser detectados, mas ao mesmo tempo falsos alarmes precisam ser evitados por todos os meios. ”Ele também enfatizou que incluir pessoas das comunidades afetadas no projeto e implementação de tais sistemas é fundamental para determinar se eles serão ou não bem-sucedidos.

p "Este estudo é uma grande demonstração do potencial para detecção sísmica de longo alcance de grandes inundações, "disse Kristen Cook, um geólogo do Centro Alemão de Pesquisa de Geociências GFZ que não esteve envolvido no estudo. "Esta detecção sísmica pode ter implicações importantes olhando para trás no tempo para validar os modelos de inundação e compreender melhor os processos de inundações de erupção, e potencialmente avança no tempo se um sistema de alerta sísmico antecipado puder ser desenvolvido. As enchentes são uma grande preocupação no Himalaia, especialmente à medida que o desenvolvimento ao longo dos corredores dos rios aumenta e os lagos estão crescendo, portanto, tanto um alerta precoce mais robusto quanto uma modelagem melhor teriam benefícios sociais significativos. "

p Outros autores do estudo incluem:Joerg Schaefer, Joshua Russell, e Nicolas Young, da Columbia University; Summer Burton Rupper, da Universidade de Utah; Norbu Wangdi do Center for Water, Clima, e Política Ambiental no Butão; e Aaron Putnam, da Universidade do Maine.

p Saiba mais sobre o estudo em uma breve sessão de perguntas e respostas com o co-autor do estudo Joerg Schaefer, abaixo.

p Como surgiu a ideia para este estudo?

p Tudo isso começou quando estávamos trabalhando nas sequências de moreias bem preservadas e quase completas em frente aos lagos GLOF. Eles estavam no caminho do GLOF de 1994, e a datação com berílio mostra que eles são velhos, como 4, 000 anos. Eu estava intrigado sobre como um GLOF tão devastador poderia passar por essas antigas formas glaciais sem destruí-las, lavando-os. Pedi ao estudante de graduação Josh Maurer que verificasse as imagens do satélite espião e as imagens subsequentes de sensoriamento remoto em busca de fotos dos lagos e morenas pouco antes e logo após a enchente. Ele fez isso, e documentamos a explosão e a fase inicial do GLOF de 1994. Aprendemos que a enchente não foi muito dramática logo no início, e só tirou uma pequena parte da seção terminal da morena. Este é um lembrete impressionante e assustador de que GLOFs começando nessas altitudes elevadas captam sua energia devastadora pela gravidade em seu caminho para baixo.

p Josh percebeu o potencial, e começamos a nos perguntar se o sinal GLOF não deveria ser visível no registro do sismômetro. Josh entrou em contato com Josh Russell, um Ph.D. estudante de sismologia em Lamont, e juntos eles trabalharam e aplicaram uma técnica chamada 'análises sísmicas baseadas em correlação cruzada, 'com o qual eles puderam rastrear a evolução do GLOF com sismômetros até 100 km de distância da inundação real. Eles encontraram o sinal de inundação com uma clareza impressionante e sintetizaram os dados sísmicos com relatórios de testemunhas oculares e uma estação medidora a jusante dentro de um modelo numérico de inundação.

p Também usamos as imagens remotas antes e depois da inundação para estimar a deposição de sedimentos no vale a jusante para avaliar os danos, e rastreou a velocidade de recuperação da vegetação.

p Este é provavelmente o artigo de ciências da terra mais inovador do qual tive o prazer de participar. Meu principal papel nisso foi apoiar o trabalho desses brilhantes alunos de pós-graduação.

p Você encontrou algum obstáculo no desenvolvimento deste projeto? Se então, quais eram eles? Como você os superou?

p Josh e Josh encontraram uma variedade de problemas durante suas análises de correlação cruzada, mas trabalharam de maneira brilhante e eficaz em equipe. Assim que todos os resultados estiverem sobre a mesa, demoramos um pouco para organizar as peças de muitas disciplinas diferentes para formar um manuscrito de ciências da terra coerente, e perceber e formular o potencial desta técnica para uma nova geração de sistemas de alerta precoce GLOF.

p Como você acha que outros lagos glaciais poderiam ser priorizados para pesquisas futuras ao longo dessas linhas?

p Um dos maiores pontos fortes dessa abordagem é a aplicabilidade regional. Podemos usar este kit de ferramentas, por exemplo, para perguntar ao registro do sismômetro se existem ou não 'sinais do tipo GLOF' semelhantes no sistema. E, usando as técnicas de processamento de imagens de satélite de Josh, podemos pesquisar na região a origem de enchentes semelhantes que podem ter ocorrido na área nos últimos 40 anos.

p Ser capaz de rastrear a formação, o crescimento e, em particular, o aumento do nível do lago ao longo do tempo é a chave para avaliar e identificar os lagos mais perigosos da região. A topografia e a disponibilidade de sedimentos são provavelmente semelhantes em diferentes vales propensos a GLOF na região, mas devemos absolutamente produzir um mapa destacando os assentamentos humanos e áreas que são essenciais para seus meios de subsistência em relação ao risco GLOF do alto do Himalaia.