Terremotos
O terremoto de Valdivia, no Chile, em 1960, é o mais poderoso já registrado. Durou cerca de 10 minutos e causou tsunamis que alcançaram o Havaí, o Japão e até as Filipinas. Os terremotos de New Madrid (1811–1812) foram tão intensos que fizeram o rio Mississippi fluir temporariamente para trás. Grandes terremotos podem deslocar a massa da Terra o suficiente para alterar sua rotação, encurtando ligeiramente a duração do dia. O terremoto do Japão em 2011 reduziu a duração do dia em cerca de 1,8 microssegundos. Quando um terremoto ocorre sob o oceano, ele pode deslocar o fundo do mar e mover enormes volumes de água, provocando um tsunami.
Inundações
As inundações ocorrem com mais frequência do que qualquer outro desastre natural no mundo — e podem acontecer quase em qualquer lugar, até mesmo em desertos! Enxurradas podem se formar em até 6 horas após chuvas intensas — às vezes em menos de 30 minutos — e avançam com velocidade e força impressionantes. Apenas 15 cm de água em movimento rápido podem derrubar uma pessoa, e 60 cm podem arrastar um carro. No final da última Era do Gelo, o Lago Glacial Missoula, na América do Norte, liberou mais água do que todos os rios atuais juntos!
Deslizamentos de terra
Alguns deslizamentos podem atingir velocidades superiores a 160 km/h, especialmente quando misturados com água ou gelo — tão rápido quanto um carro em alta velocidade! Chuvas intensas são uma das causas mais comuns de deslizamentos. Apenas alguns centímetros de chuva em um curto período podem saturar o solo e fazer encostas inteiras desmoronarem. O desastre da Barragem de Vajont, na Itália, em 1963, ocorreu quando um enorme deslizamento caiu no reservatório, gerando uma onda que ultrapassou a barragem e inundou o vale abaixo, causando cerca de 2.000 mortes. Grandes deslizamentos submarinos podem deslocar água e gerar tsunamis — às vezes sem a ocorrência de um terremoto.
Degelo do permafrost
O permafrost é o solo que permanece congelado por pelo menos dois anos consecutivos — podendo ficar congelado por milhares de anos. Ele pode ser composto por solo, rochas, gelo e até restos antigos de plantas e animais. O permafrost preserva vírus, bactérias, mamutes e plantas antigas — praticamente congelando a história no tempo. Com o aquecimento do clima, o permafrost está descongelando e liberando gases de efeito estufa, como dióxido de carbono e metano, o que pode acelerar as mudanças climáticas. Quando o permafrost derrete, o solo afunda ou se desloca, causando rachaduras ou colapsos em edificações. Por isso, casas em regiões de permafrost são construídas sobre estacas ou pilares.
Hidratos de gás
Os hidratos de gás parecem gelo, mas, ao serem acesos, queimam com chama porque contêm metano, um gás inflamável aprisionado em moléculas de água. Um metro cúbico de hidrato de gás pode liberar até 160 metros cúbicos de metano quando derretido. Eles se formam sob alta pressão e baixas temperaturas, sendo encontrados principalmente em sedimentos oceânicos profundos e em regiões de permafrost. Os hidratos de gás contêm mais energia do que todos os outros combustíveis fósseis juntos — em teoria, poderiam abastecer o planeta por séculos. No entanto, sua exploração é extremamente complexa e arriscada. Quando se tornam instáveis, podem provocar deslizamentos submarinos, que por sua vez podem gerar tsunamis. Teoria do Triângulo das Bermudas: Segundo essa teoria, hidratos de metano se decompõem repentinamente devido a mudanças de temperatura ou movimentos do fundo do mar. Grandes bolhas de metano sobem rapidamente à superfície do oceano. A água torna-se espumosa e menos densa, deixando de sustentar o peso de um navio. As embarcações poderiam afundar instantaneamente, sem aviso — e sem deixar destroços.
Geotecnia offshore
Em terra, a gravidade ajuda a manter os ensaios de solo estáveis — mas debaixo d’água lidamos com empuxo, pressão da água e sedimentos do fundo marinho macios e deformáveis. Tudo se torna muito mais complexo — e fascinante! Sabemos mais sobre a superfície de Marte do que sobre a geologia do oceano profundo. Engenheiros geotécnicos offshore frequentemente exploram áreas desconhecidas, perfurando ou coletando amostras em locais nunca antes investigados. É parte engenharia, parte exploração em águas profundas. Turbinas eólicas offshore podem parecer flutuar, mas na verdade são ancoradas por monopilares ou caixões de sucção cravados a mais de 30 metros de profundidade no leito marinho.
Biogeotecnia
A biogeotecnia frequentemente utiliza bactérias como Sporosarcina pasteurii para “cultivar” calcário no solo — tornando o terreno mais resistente sem o uso de cimento ou produtos químicos. Esse processo é chamado de precipitação de calcita induzida por microrganismos (MICP) — basicamente, deixando os micróbios fazerem a construção! Pesquisadores estão usando a biogeotecnia para criar “materiais de construção vivos”, como tijolos autorregenerativos e biocimento, o que pode reduzir a dependência de materiais com alta pegada de carbono, como o concreto. Em vez de escavar, detonar ou despejar concreto, a biogeotecnia ajusta suavemente a química do solo por meio de processos naturais. É como sussurrar para a Terra em vez de gritar. A biogeotecnia também está sendo considerada para a colonização planetária, como a construção de estradas ou habitats em Marte utilizando solo marciano e bactérias engenheiradas. Quem precisa de cimento quando se tem micróbios espaciais?
Solos expansivos
Quando os solos expansivos absorvem água, eles podem inchar o suficiente para elevar lajes e fundações, levantando estruturas inteiras em vários centímetros! Em condições secas, os solos expansivos se retraem e racham, fazendo com que edifícios se assentem de forma desigual ou se inclinem. Redes de esgoto e abastecimento de água que atravessam solos expansivos frequentemente se rompem ou se deslocam à medida que o solo se move, causando vazamentos e a formação de dolinas. O comportamento dos solos expansivos na Terra ajuda cientistas planetários a compreender como os solos de Marte podem reagir a variações de umidade e temperatura.
Subsidência
A subsidência é o afundamento ou rebaixamento gradual da superfície do terreno, geralmente causado por processos naturais ou atividades humanas. Quando a mineração subterrânea remove materiais como carvão ou sal, o solo acima pode colapsar ou afundar com o tempo. O afundamento irregular pode causar fissuras em fundações, estradas e tubulações, resultando em reparos dispendiosos. A extração excessiva de águas subterrâneas ou de petróleo de reservatórios subterrâneos também pode provocar a subsidência do terreno.
Dolinas (sinkholes)
A maioria das dolinas se forma em áreas com camadas de calcário, gesso ou sal — rochas que se dissolvem facilmente na água. Essas rochas são gradualmente corroídas pela água da chuva ácida, criando cavernas subterrâneas que acabam colapsando. A maior dolina urbana foi registrada na Cidade da Guatemala em 2010 — com cerca de 19,8 metros de largura e 91,4 metros de profundidade! Cientistas também identificaram possíveis dolinas na Lua e em Marte, que poderiam ser entradas para cavernas subterrâneas — potenciais refúgios para futuros astronautas.
Reservatórios subterrâneos de armazenamento
Formações salinas podem ser dissolvidas para criar enormes cavernas subterrâneas — ideais para o armazenamento seguro de gases como gás natural ou hidrogênio. Essas cavernas são estanques e estáveis, perfeitas para o armazenamento de longo prazo. Em vez de armazenar energia em baterias químicas, o armazenamento subterrâneo de energia utiliza características naturais como cavernas, aquíferos ou campos de petróleo e gás esgotados para armazenar energia — frequentemente na forma de ar comprimido, gás ou calor. Reservatórios de petróleo e gás esgotados podem ser reaproveitados como locais de armazenamento subterrâneo de gás natural ou até mesmo de hidrogênio — transformando antigas infraestruturas de combustíveis fósseis em ativos de energia limpa. No entanto, é preciso cautela — o hidrogênio armazenado pode ser “consumido” por bactérias subterrâneas!
Tsunamis
Ao contrário das ondas oceânicas comuns, que estão separadas por apenas alguns metros, as ondas de tsunami podem ter um comprimento de onda superior a 160 quilômetros, tornando-as extremamente difíceis de detectar em mar aberto. Nem todos os tsunamis são causados por terremotos! Deslizamentos submarinos, erupções vulcânicas ou até colapsos de geleiras podem deslocar grandes volumes de água e gerar ondas gigantes. Após o terremoto do Chile em 1960, o tsunami resultante atravessou o Oceano Pacífico, atingindo o Havaí, o Japão, as Filipinas e até a Califórnia. Ele levou cerca de 15 horas para chegar ao Japão — e ainda assim causou grandes destruições.
Modelagem numérica
A modelagem numérica em geohazards é uma ferramenta poderosa utilizada para simular e prever o comportamento de perigos naturais — como deslizamentos de terra, terremotos e inundações — auxiliando engenheiros, cientistas e tomadores de decisão a reduzir riscos e projetar infraestruturas mais seguras. Ela envolve o uso de modelos matemáticos e simulações computacionais para representar os processos físicos por trás dos geohazards, permitindo:prever quando e onde um perigo pode ocorrer; compreender os mecanismos que o controlam; testar medidas de mitigação; melhorar a preparação para desastres. Testes virtuais: experimentar diferentes projetos ou cenários sem riscos no mundo real. Simulação de desastres: compreender situações do tipo “e se” (por exemplo: “E se esta barragem romper?”).
E muito mais, incluindo aplicações em:
Erupções vulcânicas, erosão do solo, avalanches, quedas de rochas, esgotamento de águas subterrâneas, contaminação do solo, desertificação, criossismos (terremotos de gelo) e falhas de barragens de rejeitos.