Desastres naturais: tem como prever acontecimentos da natureza?

Fenômenos naturais acontecem o tempo todo. Alguns são imperceptíveis e outros avassaladores. Esses fenômenos se tornam desastres naturais quando acontecem em áreas habitadas ou exploradas por nós.Em muitos casos, milhares de vidas são perdidas em pouquíssimo tempo. Além disso, cidades podem acabar com a infraestrutura bastante prejudicada e seus habitantes tendo que recomeçar a vida do zero.

Mas o que fazemos para prever e amenizar os efeitos desses desastres? A tecnologia pode nos ajudar? Para responder essas e outras questões, preparamos esta lista descrevendo como acontecem alguns fenômenos naturais e o que fazemos para conviver com eles. Acompanhe!

O que são terremotos?

Os tremores, sismos ou terremotos – como são mais conhecidos –, são vibrações na camada externa da Terra causadas por fenômenos que acontecem no interior do nosso planeta. Quando apreciamos as belas imagens da Terra vista do espaço, fica difícil imaginar que vivemos em uma superfície relativamente fina e, pior ainda, em movimento.

Conheça um pouco mais sobre as camadas da Terra

Se pudéssemos cortar a Terra ao meio teríamos, à grosso modo, uma composição parecida com a de um ovo: a gema do ovo seria o núcleo, a clara equivaleria à camada conhecida como manto, e a casca seria a litosfera – camada que combina a crosta terrestre e o manto superior.

Assim como no ovo, se compararmos a nossa “casca” com as outras camadas, perceberemos que ela também é fina e frágil. A espessura da crosta terrestre varia de 5 a 70 quilômetros e é toda fragmentada. Se conseguíssemos esvaziar os oceanos, veríamos que ela se parece com um quebra-cabeça, com divisões visíveis entre as peças. E para nós, cada uma dessas peças que compõem a superfície da Terra é chamada de placa tectônica.

O que torna a estrutura da Terra ainda mais interessante é que as camadas mais profundas, como o núcleo, não são sólidas. O manto possui uma consistência viscosa, mais sólida quando próxima da superfície. Já o núcleo externo, camada que vem antes do núcleo propriamente dito, é composto de ferro e níquel líquidos, já que a temperatura nessa região varia de 4,4 mil a 6,1 mil °C.

Abalos Sísmicos: a dança do tremor

Por causa da temperatura excessivamente quente dessas camadas, algumas partes do manto acabam ficando mais leves e subindo à superfície. Porém, essas partes começam a descer ao chegar perto da superfície, provavelmente pela redução da temperatura. Esse movimento de sobe e desce acaba movimentando as placas tectônicas, que compõem a camada externa do nosso planeta.

Como você já deve ter imaginado, às vezes essas placas se raspam ou colidem umas contra as outras. Quando isso acontece, uma quantidade absurda de energia é liberada, equivalente a milhares de bombas atômicas. A onda de choque proveniente desse evento faz a superfície da Terra tremer, causando os terremotos.

 Sismógrafos e sismômetros: como funcionam essas tecnologias?

Sismógrafos são os equipamentos usados para registrar as ondas sísmicas que atravessam o globo terrestre. Eles fazem isso com a ajuda de outro equipamento, o sismômetro, responsável por detectar o movimento do solo.

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Com esses registros é possível identificar o hipocentro, ponto de origem do terremoto, e o epicentro, ponto da superfície da Terra que está diretamente acima do hipocentro, normalmente também o ponto que sofre o maior dano.

Como é o primeiro sismocópio?

O “pai” dos sismômetros e sismógrafos é o sismocópio, um equipamento que apenas detecta um tremor de terra, diferentemente de seus sucessores, que detectam e medem o fenômeno.

Os chineses foram os primeiros a criarem um aparelho para detectar terremotos. No ano 132 de nossa era, o cientista Zhang Heng construiu um sismocópio que, de tão bonito, poderia até servir como peça de decoração.

De acordo com registros históricos, o aparelho se parecia com um vaso, de onde saíam esculturas de oito cabeças de dragões da parte mais alta. A boca de cada dragão segurava uma bolinha de cobre e, abaixo de cada uma delas havia um sapo, também de cobre, com a boca aberta.

Quando um tremor era identificado pelo mecanismo interno do vaso, uma das bolinhas presas pelos dragões caía dentro da boca do respectivo sapo. Além do tremor, o sapo que recebeu a bolinha também indicava a direção de propagação do terremoto.

Mas afinal, como são os sismógrafos atuais?

Existem muitos tipos de sismógrafos, mas eles funcionam todos com base no princípio da inércia, estipulado por Newton: um corpo que esteja em movimento tende a permanecer em movimento a não ser que uma força aja sobre ele, assim como um corpo em repouso tende a permanecer em repouso a não ser que também sofra a ação de alguma força.

Os sismógrafos são criados de forma que possam registrar vibrações da terra e, para que sejam confiáveis, o dispositivo que registra essas vibrações não pode se mover. Assim, uma “caneta” é fixada a um pêndulo de massa muito grande, preso por uma mola que absorve o movimento da terra.

Neste vídeo, que demonstra o modelo de sismógrafo vertical, podemos ter uma ideia melhor do funcionamento e constatar que o que se move é a terra e a estrutura do equipamento, mas não o dispositivo que faz o registro das ondas sísmicas:

Um detalhe importante na utilização de um sismógrafo é que ele deve ser isolado, para que não capte a vibração de um caminhão passando na rua, por exemplo. Por isso, para evitar esse tipo de interferência os sismógrafos estão, normalmente, localizados em áreas mais isoladas e conectados a um tipo de rocha conhecido como “matriz”, sobre a qual se origina o solo.

Além disso, os sismógrafos costumam usar componentes eletrônicos para amplificar o sinal dos tremores e, com isso, registrar terremotos que sejam até mesmo imperceptíveis para nós.

Hoje o registro gráfico das ondas sísmicas, também conhecido como sismograma, é feito por computadores desenvolvidos especialmente para essa função. Normalmente eles também estão conectados a um sistema de transmissão de dados via satélite, possibilitando assim que o mundo todo receba a notícia de um terremoto tão logo ele aconteça.

Alguns centros de pesquisa chegam a transmitir os sismogramas pela internet, com atualização de cinco em cinco minutos, por exemplo. Você pode visualizar esses dados gratuitamente na internet, assim como ficar sabendo dos últimos terremotos que aconteceram no mundo.

Como prevemos terremotos?

Fonte da imagem: CNN

Bem, ainda não somos capazes de prever quando um terremoto de certa magnitude vai acontecer. Pelo menos não com a precisão que gostaríamos, como dizer com certeza o dia ou mês em que o sismo ocorrerá. Porém, somos capazes de mapear as áreas em que eles ocorrem com mais frequência e, por meio desses dados, “prever” que um terremoto deve atingir determinada região dentro de um número estimado de anos.

Também contamos com sistemas de alarme que avisam sobre a ocorrência de um terremoto enquanto ele está acontecendo. Com base nos tremores iniciais, esse sistema pode avisar com alguns segundos de antecedência que um tremor maior está por vir. Não chega a ser uma previsão propriamente dita, mas pode ajudar alguém a encontrar um lugar seguro. O mesmo recurso pode ser usado para tremores que podem acontecer após o terremoto.

O que são Tsunamis?

Os maremotos, ou tsunamis, são grandes ondas provocadas pelo deslocamento de um volume enorme de água. Embora sejam mais comuns em oceanos, os tsunamis também podem acontecer em lagos.

O deslocamento desse corpo de água pode acontecer por diversas razões, mas as mais comuns envolvem os conceitos já explicados na seção anterior, sobre os terremotos. Quando duas placas tectônicas se resvalam ou se chocam no fundo do oceano, a energia liberada pode causar um tsunami.

Além disso, o fenômeno também pode ser provocado por atividades vulcânicas, detonação submarina de bombas nucleares, grandes deslizamentos de terra e até por impactos de meteoritos.

O tsunami que devastou a ilha de Sumatra em dezembro de 2004 foi provocado por um terremoto cujo epicentro estava no oceano. O terremoto foi um dos cinco maiores registrados nos últimos cem anos. O maremoto atingiu o Sri Lanka, Índia, Indonésia, Tailândia, Malásia, Ilhas Maldivas e Bangladesh, matando cerca de 230 mil pessoas e deixando mais de um milhão delas desabrigadas.

A quantidade de energia liberada por esse único maremoto foi equivalente a 1,5 mil bombas atômicas, como a que foi jogada em Hiroshima, com ondas que chegaram a 30 metros de altura.

Como funciona o monitoramento e a previsão de tsunamis?

Não podemos prever os maremotos, assim como não podemos prever os terremotos. Muitos sobreviventes contam que conseguiram se salvar ao observar que a maré baixava rapidamente. A garotinha Tilly Smith ficou famosa por salvar a sua família e outras pessoas dessa forma, na Tailândia.

Porém, quando isso acontece o perigo já está próximo demais. Além disso, há casos de tsunamis em que esse recuo do mar não foi observado. Por isso, os sistemas de alarme para tsunami precisam monitorar os oceanos.

Tsunamis avançam a uma velocidade que varia entre 500 e 1.000 quilômetros por hora em mar aberto, enquanto que as ondas sísmicas de um terremoto viajam a 4 quilômetros por segundo, cerca de 14,4 mil km/h.

Com essa diferença, é possível que um sistema intercepte o abalo sísmico e, caso ele possa gerar um tsunami, avisar com antecedência a costa e possibilitar que as pessoas possam procurar um abrigo.

Fonte da imagem: NOAA/PMEL

O Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis (DART) é um dos sistemas de aviso mais famosos e eficazes. O DART é composto por um dispositivo fixado no fundo oceano, capaz de medir a pressão da água alterada por tsunamis.

Esse dispositivo envia os dados de suas leituras para boias equipadas com GPS e sensores eletrônicos. Essas boias, por sua vez, repassam os dados aos satélites que, então, entregam finalmente para análise dos centros de alarmes de tsunamis. Depois de todo esse caminho, os profissionais do centro podem alertar os habitantes e turistas da cidade sobre o perigo que se aproxima.

O que são vulcões?

Um estrondo ressoa, ficando cada vez mais alto. O chão treme e densas colunas de fumaça começam a sair do vulcão. De repente, a erupção: grandes explosões de rochas, fogo e cinzas. Rios de lava descem lentamente, devastando tudo o que estiver pelo caminho. Um fenômeno natural avassalador!

Vulcões também estão relacionados aos movimentos das placas tectônicas, surgindo nos limites dessas placas, quando elas se afastam ou se encontram. Porém, vulcões também podem aparecer longe dessas regiões, devido à ascensão de um grande volume de rocha fundida (magma) da parte inferior do manto à crosta terrestre.

É possível prever as erupções de vulcões?

Assim como com os terremotos e maremotos, ainda não podemos prever com exatidão a erupção de vulcões. A tática usada é a mesma que usamos para os tsunamis: sintomas iniciais de atividades vulcânicas são observados e, quando necessário, um alarme ou aviso comunica os habitantes próximos ao vulcão.

Porém, avanços consideráveis foram feitos para a previsão de erupções. Cientistas e técnicos monitoram a área e o comportamento do vulcão, mesmo estando inativos, na tentativa de prever um desastre. Vulcões causam tremores, mas eles tendem a aumentar quando a erupção pode acontecer. Por isso, um dos equipamentos usados pelos cientistas é o nosso conhecido sismógrafo.

Outra característica analisada é a emissão de gases. Quando o magma está próximo da superfície, a pressão dele diminui e gases são liberados. O dióxido de enxofre é o principal composto emitido nessas ocasiões.

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Denso, incolor e altamente tóxico, o gás é detectado por meio de um equipamento (COSPEC) capaz de medir a quantidade de luz ultravioleta absorvida pelas moléculas de dióxido de carbono.

Fonte da imagem: Volcano Hazards Program

O COSPEC é acoplado a um avião, que sobrevoa abaixo da coluna de fumaça emitida pelo vulcão e, mais importante, no ângulo necessário para que o sensor possa analisar a emissão dos gases. Quando a fumaça está baixa, o COSPEC também pode ser acoplado a veículos ou até mesmo a um tripé.

Alguns vulcões, como os do Havaí, também apresentam deformações no solo antes e depois da erupção e, portanto, este é outro ponto a ser analisado. E, é claro,  cientistas ficam de olho na emissão de calor do vulcão, usando equipamentos e imagens de satélites capazes de detectar radiação infravermelha.

O que são tornados?

Um tornado é uma coluna de ar que gira a uma velocidade muito grande, com ventos que podem alcançar 400 km/h, estando em contato com uma nuvem e a superfície da terra. Grosso modo, esse tipo de fenômeno acontece com o encontro de frentes frias e secas em regiões onde o ar é úmido e quente.

Os Estados Unidos são o país que mais têm tornados e, por isso, possuem uma boa experiência na prevenção de danos relacionados a esse desastre. Para isso, é essencial que o país possua um sistema que possa prever a formação de tornados.

Porém, a previsão desses fenômenos não é muito simples. É necessário calcular o desenvolvimento da temperatura e do padrão de movimento dos ventos na atmosfera, que podem causar instabilidade, umidade, cisalhamento do vento e tempestades de raios e trovões. O problema é que não sabemos com certeza qual a quantidade necessária desses fatores para que os tornados se formem, já que isso costuma variar.

Então, para solucionar essas questões, os cientistas precisam trabalhar como se fossem detetives, descobrindo a localização, intensidade e movimento das frentes, do ar frio que sai de uma tempestade e de outras formações entre as massas de ar.

Além disso, precisam descobrir a umidade e temperatura, tanto próximo ao solo quanto acima dele, já que ajudam a formar as tempestades. Também é preciso encontrar as estruturas de ventos que podem acabar produzindo tornados e estimar onde e quando estará a combinação mais favorável desses “ingredientes”.

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Para tornar a tarefa menos trabalhosa, cientistas se apoiam em modelos computacionais, imagens de satélite e radares. Mas acima de tudo, o equipamento essencial para executar essa tarefa é o bom e velho cérebro humano.

O que são inundações?

O Brasil é um dos países que conhece bem os efeitos das inundações. O problema com as inundações é que elas causam danos em várias etapas. Além dos riscos de afogamento, a água em excesso também causa erosões e desmoronamentos, que causam ainda mais vítimas.

Com as correntezas, a água também pode espalhar lixo, detritos e materiais tóxicos, que provocam os danos posteriores, como interrupção de serviços essenciais, como o fornecimento de água potável e energia elétrica.

Como se não bastasse, as vítimas que sobrevivem à enchente ainda podem sofrer com as doenças que se espalham com o acúmulo de lixo. Setores da economia, como a agricultura, podem ter prejuízos enormes, a vida selvagem da região pode ser afetada e até a paisagem natural alterada.

Para prever as inundações e tentar minimizar ao máximos os danos que elas podem causar, cientistas recorrem a métodos estatísticos que podem determinar a probabilidade e a frequência com que um fluxo muito grande de água causa inundações em uma determinada região.

Além disso, esses desastres podem ser mapeados como forma de determinar a extensão de enchentes que possam vir a acontecer. E já que as inundações acontecem por causa de uma quantidade anormal de chuva, cientistas também monitoram as atividades pluviais da região e, com isso, podem perceber se algo está saindo do controle.