As águas ricas em minerais originárias dos Apeninos da Itália fluíram através do aqueduto Anio Novus da Roma antiga e deixaram para trás um registro detalhado das condições hidráulicas do passado, disseram pesquisadores. Dois estudos que caracterizam depósitos de calcário em camadas - chamados de travertino - dentro do Anio Novus são os primeiros a documentar a ocorrência de ondulações de crescimento antigravitacionais e estabelecer que essas características fornecem pistas para a história dos antigos sistemas de transporte e armazenamento de água.
Esses estudos multidisciplinares, liderados pelo professor de geologia da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, Bruce Fouke, e publicados nas revistas Scientific Reports e Documentos Especiais GSA , aplicam princípios avançados de engenharia e microscopia de alta resolução para estabelecer uma nova teoria controversa sobre como o travertino ondulado se formou, disse Fouke.

À medida que a água - proveniente do rio Anio e de um lago subterrâneo perto de Subiaco, Itália - fluiu, deixou para trás camadas onduladas de travertino de carbonato de cálcio que se acumularam ao longo dos pisos, paredes e tetos internos do aqueduto Anio Novus.

No campo, os pesquisadores coletaram amostras de travertino orientadas a montante e a jusante que exibem duas características de destaque:padrões de camadas claras e escuras em escala milimétrica, e formas onduladas em escala centimétrica persistem nessas camadas.

Estudos anteriores propuseram, sem evidências, que as camadas do travertino Anio Novus são o resultado de mudanças na taxa de fluxo iniciadas por mudanças sazonais ou métodos de engenharia implementados pelos romanos, disseram os pesquisadores. No entanto, travertino com formas de camadas semelhantes em sistemas de aquedutos antigos ocorre em todo o mundo, independentemente do clima regional ou operação.

A especialidade de Fouke é interpretar como os micróbios que prosperam em águas ricas em minerais influenciam a arquitetura cristalina do travertino e outros depósitos minerais semelhantes na natureza. Seu grupo trabalhou extensivamente para revelar a história geológica de formações minerais em camadas – produzindo inferências sobre a vida em Marte via Yellowstone para recifes de corais na Austrália – e até mesmo dentro do corpo humano.

“As águas de Subiaco são quimicamente semelhantes às águas do Parque Nacional de Yellowstone, onde micróbios aquáticos formam tapetes e biofilmes que desempenham um papel crítico na forma e estrutura das famosas características de travertino escalonado de Mammoth Hot Springs”, disse Fouke. "Também identificamos micróbios fósseis e restos de plantas nas camadas escuras dos depósitos de travertino de Anio Novus. Assim que percebemos a semelhança entre as águas de Subiaco e Yellowstone, sabíamos que tínhamos a base de conhecimento e a experiência necessárias para começar a desvendar a história e o mistério do último fluxo do Anio Novus, o mais longo e mais significativo dos antigos aquedutos romanos."

Fouke e Marcelo Garcia - professor de engenharia civil e ambiental da U. of I. e coautor do estudo - trabalharam com suas equipes para medir meticulosamente a geometria das camadas onduladas dos travertinos Anio Novus para fazer uma interpretação incomum.

"Um geólogo lhe dirá que a única maneira de formar ondulações é através do cisalhamento de fluidos e do transporte de sedimentos dependente da gravidade", disse Fouke. “A teoria é que a água ou o vento podem mover sedimentos soltos em formas ondulatórias que avançam lentamente e são influenciadas pela gravidade para formar as formas onduladas assimétricas familiares que vemos ao longo das margens dos rios, dunas e nas antigas rochas sedimentares depositadas nesses ambientes”.

No entanto, a equipe de Fouke postula que os cristais de travertino de Anio Novus precipitaram, cresceram e se acumularam na água corrente do aqueduto - independente das forças da gravidade e auxiliados pela forma e composição bioquímica das colônias microbianas - para formar o que eles chamam de "cristal de travertino ondulações de crescimento."

Embora os processos complexos que controlam as ondulações de crescimento dos cristais de travertino sejam distintamente diferentes daqueles que controlam as ondulações do transporte de sedimentos, os pesquisadores disseram que são visualmente semelhantes. As geometrias das ondulações ao longo das paredes verticais do aqueduto são idênticas àquelas ao longo dos pisos - evidência de que os mecanismos que formam as ondulações de crescimento dos cristais não dependem da gravidade.

Convencidos de que as estruturas são marcas de ondulação que refletem o fluxo, Garcia e sua equipe mediram as geometrias de ondulação para reconstruir o volume e a velocidade da água que flui através do aqueduto durante os tempos da Roma Antiga.

"Como poucos pesquisadores já haviam reconhecido essas estruturas como ondulações antes, ninguém havia usado o poder da forma de uma ondulação, juntamente com os princípios da mecânica dos fluidos, para produzir esse tipo de reconstrução", disse Garcia.

Usando o travertino depositado em contato imediato com a argamassa original do aqueduto, os pesquisadores concluíram que, quando os aquedutos foram ligados pela primeira vez, a água fluía a uma taxa de cerca de um metro por segundo – rápido o suficiente para inundar um campo de futebol em uma hora – muito mais rápido do que a hipótese anterior.

O fato de que travertino ondulado existe ao longo dos tetos dos canais do aqueduto indica que eles operaram em sua capacidade máxima, disseram os pesquisadores. Esta observação sugere que estudos anteriores estavam incorretos ao afirmar que as camadas se formaram devido à mudança sazonal do fluxo ou quando os romanos usaram meios de engenharia para controlar a taxa de fluxo.

"Esses aquedutos eram muito mais robustos do que se imaginava", disse Fouke. "O fluxo foi maior do que o previsto, e essa taxa de fluxo foi mantida constantemente."

Os pesquisadores agora estão extraindo os antigos micróbios fossilizados e suas biomoléculas presas no travertino para aprender mais sobre que tipo de micróbios – e possíveis patógenos – os romanos bebiam.

"Historiadores e arqueólogos estão profundamente interessados ​​no que levou à queda do Império Romano", disse Fouke. "Dado que os aquedutos desempenharam um papel importante no sucesso dos romanos, qualquer informação recolhida do desaparecimento dos aquedutos pode ser útil neste empreendimento." + Explorar mais

'Fettuccine' pode ser o sinal mais óbvio de vida em Marte, relatam pesquisadores