p Ao arar o solo, a lâmina da ferramenta de cultivo corta a sujeira, afrouxando-o na preparação para a semeadura. Os grânulos de sujeira são afastados de uma forma que certamente parece aleatória - mas pode não ser. p Agora, de estudar o cultivo do solo, pesquisadores descobriram uma maneira de distinguir se tal processo é realmente aleatório, ou apenas aparenta ser e é realmente previsível e determinista - o que pode levar a uma compreensão mais profunda e à capacidade de controlar com precisão o processo.

p Este método matemático, os pesquisadores dizem, pode ser útil em uma variedade de aplicações além do solo, desde a secagem e classificação de grãos até a sismologia. Eles descrevem a análise esta semana no jornal Caos .

p Durante o cultivo, as partículas do solo aderem e esfregam umas nas outras. Essas interações submetem os grânulos a forças que oscilam em intensidade. Sob algumas condições, essas flutuações podem ser determinísticas, o que significa que os cálculos podem prever como as forças resultantes se comportarão em um momento posterior.

p Por exemplo, essas flutuações podem ser semelhantes ao comportamento oscilatório de uma caixa colocada em uma correia transportadora enquanto é amarrada a uma mola. Conforme a correia transportadora se move, a caixa se afasta, alongamento da primavera. Quando a força da mola se torna maior do que a força de atrito que mantém a caixa no lugar, a caixa desliza para trás, apenas para ser puxado novamente pela correia transportadora. Este movimento de vaivém - chamado de dinâmica stick-slip - também aparece nas interações entre grãos e outras partículas, as falhas de ataque-deslizamento que desencadeiam terremotos, e até mesmo na fricção dos pés de uma lagartixa.

p O comportamento stick-slip é determinístico, mas também pode ser caótico em certos casos. Uma ligeira mudança nas condições iniciais do sistema pode levar a resultados totalmente diferentes.

p Mas esse comportamento caótico muitas vezes parece aleatório, e saber se é realmente aleatório é essencial para a compreensão do sistema.

p "Se o sistema fosse um caos determinístico, podemos esperar começar a desenvolver um método para prever e controlar o comportamento do sistema com maior precisão, "disse Kenshi Sakai, da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio, no Japão." No entanto, se o sistema fosse estocástico, a única coisa que podemos fazer é estimar a probabilidade de ocorrência do comportamento. "

p Existem ferramentas matemáticas que distinguem o caos determinístico, como no modelo stick-slip, de pura aleatoriedade. Mas, Sakai disse, essas ferramentas não funcionam tão bem quando o ruído estatístico contamina os dados - como o ruído inerente à complicada realidade do cultivo do solo.

p Então, os pesquisadores buscaram uma nova técnica, que eles testaram em uma série de experimentos de preparo do solo. No experimento, eles usaram um dispositivo desenvolvido na Universidade da Califórnia, Davis que mede as forças à medida que corta o solo. Eles fizeram essas medições em solo argiloso Yolo sob quatro condições:arado e seco, lavrado e molhado, não cultivado e seco, e não cultivado e úmido.

p Ao analisar os dados, os pesquisadores calcularam um parâmetro chamado predição não linear determinística normalizada (NDNP). Acontece que quando esse número é menor que um, o sistema é aleatório. Mas se for maior que um, é determinístico. Apenas o caso em que o solo foi arado e seco foi determinístico. A caixa lavrada e úmida era incerta, com um valor NDNP de um.

p Esses resultados mostram que o NDNP é uma maneira relativamente simples de determinar se um sistema é determinístico, Disse Sakai. Um uso importante seria para analisar dados sísmicos e, possivelmente, para antecipar melhor os terremotos futuros.