Uma técnica pioneira que captura precisamente como as montanhas se dobram à vontade das gotas de chuva ajudou a resolver um enigma científico de longa data.

O efeito dramático das chuvas na evolução das paisagens montanhosas é amplamente debatido entre os geólogos, mas uma nova pesquisa liderada pela Universidade de Bristol e publicada hoje em Avanços da Ciência , calcula claramente seu impacto, aprofundando nossa compreensão de como picos e vales se desenvolveram ao longo de milhões de anos.

Suas descobertas, que se concentrava na mais poderosa das cadeias de montanhas - o Himalaia - também abre o caminho para a previsão do possível impacto da mudança climática nas paisagens e, por sua vez, vida humana.

Autor principal, Dr. Byron Adams, Royal Society Dorothy Hodgkin Fellow do Cabot Institute for the Environment da universidade, disse:"Pode parecer intuitivo que mais chuva possa moldar montanhas, tornando os rios cortados em rochas mais rapidamente. Mas os cientistas também acreditam que a chuva pode erodir uma paisagem com rapidez suficiente para essencialmente 'sugar' as rochas da Terra, efetivamente puxando montanhas muito rapidamente. Ambas as teorias têm sido debatidas por décadas porque as medidas necessárias para prová-las são extremamente complicadas. Isso é o que torna esta descoberta um avanço tão emocionante, já que apóia fortemente a noção de que os processos atmosféricos e sólidos da terra estão intimamente conectados. "

Embora não faltem modelos científicos com o objetivo de explicar como a Terra funciona, o maior desafio pode ser fazer observações boas o suficiente para testar quais são as mais precisas.

O estudo foi realizado no Himalaia central e oriental do Butão e Nepal, porque esta região do mundo se tornou uma das paisagens mais amostradas para estudos de taxa de erosão. Dr. Adams, junto com colaboradores da Arizona State University (ASU) e da Louisiana State University, usaram relógios cósmicos dentro de grãos de areia para medir a velocidade com que os rios erodem as rochas abaixo deles.

"Quando uma partícula cósmica do espaço sideral chega à Terra, é provável que atinja grãos de areia nas encostas das colinas à medida que são transportados em direção aos rios. Quando isso acontece, alguns átomos dentro de cada grão de areia podem se transformar em um elemento raro. Contando quantos átomos deste elemento estão presentes em um saco de areia, podemos calcular há quanto tempo a areia está lá, e, portanto, a rapidez com que a paisagem está se deteriorando, "Dr. Adams disse.

"Assim que tivermos as taxas de erosão de toda a cordilheira, podemos compará-los com variações na inclinação do rio e na precipitação. Contudo, tal comparação é extremamente problemática porque cada ponto de dados é muito difícil de produzir e a interpretação estatística de todos os dados juntos é complicada. "

O Dr. Adams superou esse desafio combinando técnicas de regressão com modelos numéricos de como os rios sofrem erosão.

"Testamos uma grande variedade de modelos numéricos para reproduzir o padrão de taxa de erosão observado no Butão e no Nepal. Em última análise, apenas um modelo foi capaz de prever com precisão as taxas de erosão medidas, "Dr. Adams disse." Este modelo nos permite, pela primeira vez, quantificar como a chuva afeta as taxas de erosão em terreno acidentado. "

Professor Kelin Whipple, colaborador de pesquisa, Professor de Geologia da ASU, disse:"Nossas descobertas mostram o quão crítico é contabilizar a precipitação ao avaliar os padrões de atividade tectônica usando a topografia, e também fornecem um passo essencial à frente no tratamento de quanto a taxa de deslizamento em falhas tectônicas pode ser controlada pela erosão causada pelo clima na superfície. "

Os resultados do estudo também trazem implicações importantes para a gestão do uso da terra, manutenção de infraestrutura, e perigos no Himalaia.

No Himalaia, existe o risco sempre presente de que altas taxas de erosão podem aumentar drasticamente a sedimentação atrás de barragens, prejudicando projetos hidrelétricos críticos. As descobertas também sugerem que uma maior precipitação pode prejudicar as encostas, aumentando o risco de fluxos de detritos ou deslizamentos de terra, alguns dos quais podem ser grandes o suficiente para represar o rio, criando um novo perigo - enchentes de explosão de lagos.

O Dr. Adams acrescentou:"Nossos dados e análises fornecem uma ferramenta eficaz para estimar os padrões de erosão em paisagens montanhosas como o Himalaia, e assim, pode fornecer informações valiosas sobre os perigos que influenciam as centenas de milhões de pessoas que vivem dentro e no sopé dessas montanhas. "

A pesquisa foi financiada pela Royal Society, o Conselho de Pesquisa Ambiental Natural do Reino Unido (NERC), e a National Science Foundation (NSF) dos Estados Unidos.

Com base nesta importante pesquisa, Dr. Adams está explorando atualmente como as paisagens respondem após grandes erupções vulcânicas.

"Esta nova fronteira de modelagem de evolução da paisagem também está lançando uma nova luz sobre os processos vulcânicos. Com nossas técnicas de ponta para medir as taxas de erosão e as propriedades das rochas, seremos capazes de entender melhor como os rios e vulcões influenciaram uns aos outros no passado, "Dr. Adams disse." Isso nos ajudará a antecipar com mais precisão o que pode acontecer após futuras erupções vulcânicas e como gerenciar as consequências para as comunidades que vivem nas proximidades. "