Yosemite: a parede de granito que respira com o sol

Capítulos

1. 0:00 Uma lâmina de 40 metros se solta do El Capitan
2. 0:41 A parede não caiu, ela descascou
3. 1:26 Um vale de granito escavado por geleiras
4. 1:55 As juntas de esfoliação: convexo descasca
5. 2:35 26 de agosto de 2009, hora a hora
6. 3:30 925 quedas e 215 sem gatilho
7. 4:03 As inexplicadas preferem o verão
8. 4:31 A chuva explica o inverno
9. 4:53 A tarde tem o dobro da noite
10. 5:22 Só 2,4 milímetros de dilatação
11. 5:56 Três anos e meio de medidores na fenda
12. 6:37 Como milímetros viram um centímetro
13. 7:10 A lâmina atrasa 2h40 em relação ao sol
14. 7:46 Twain Harte: a casca se solta ao vivo
15. 8:22 Estresse térmico vira categoria
16. 8:54 O gatilho é o dia
17. 9:32 O que a medição não diz
18. 10:03 A forma da casca que se solta

Transcrição

Uma lâmina de 40 metros se solta do El Capitan 0:00

Vinte e sete de setembro de dois mil e dezessete, uma e cinquenta e dois da tarde. Na face sudeste do El Capitan, no vale de Yosemite, uma lâmina de granito de quarenta metros de altura, vinte de largura e entre um e três de espessura se solta da parede, a duzentos metros acima da base. Em quatro horas, sete quedas. Uma pessoa morreu e outra ficou gravemente ferida. No dia seguinte, do mesmo trecho da parede, cai um bloco vinte e três vezes maior: dez mil metros cúbicos, a vigésima nona maior queda que o parque já registrou. A parede não caiu. Ela descascou.

A parede não caiu, ela descascou 0:41

Descascar é a palavra certa, e este episódio é sobre o que faz a casca se soltar. Do outro lado do vale, na base de uma parede chamada Rhombus Wall, existe uma lâmina de granito de dezenove metros de altura, quatro de largura e dez centímetros de espessura, meio descolada da rocha atrás dela. Ela foi medida por três anos e meio. A fenda atrás dela abre de manhã e fecha à noite, cerca de um centímetro por dia, só com o sol. E, na base de quedas do parque, as quedas sem explicação preferem o verão. A parede não caiu. Ela descascou. E a casca respira.

Um vale de granito escavado por geleiras 1:26

O vale de Yosemite fica na Sierra Nevada, na Califórnia. A rocha das paredes é granodiorito, que cristalizou a quilômetros de profundidade há uns noventa milhões de anos, e foi exposta quando tudo o que havia por cima se foi. O vale em si é obra de geleiras: um quilômetro de profundidade, catorze de comprimento, escavado no granito. O que a geleira deixou foi uma parede. E o que a parede faz desde então é perder a camada de fora.

As juntas de esfoliação: convexo descasca 1:55

Se você olhar de perto o Half Dome, ou os arcos de Royal Arches, vai ver que o granito é feito de folhas. São fraturas paralelas à superfície, a metros uma da outra, como as camadas de uma cebola. Os geólogos chamam de juntas de esfoliação. A explicação mecânica é de dois mil e onze: a rocha está comprimida na direção paralela à superfície, e, onde a superfície é convexa, essa compressão gera uma força para fora, que separa a casca. Onde a superfície é côncava, como numa bacia ou num vale, a mesma compressão não separa nada. Por isso domos e cristas descascam. E essa casca se mexe.

26 de agosto de 2009, hora a hora 2:35

Vinte e seis de agosto de dois mil e nove, Rhombus Wall, uma parede de quinhentos e cinquenta metros acima do hotel Ahwahnee. Quatro e quinze da manhã: moradores ouvem uma queda pequena. Meio-dia e meia: uma série de lajes começa a escorregar ao longo de uma junta de esfoliação. Meio-dia e trinta e um: um visitante filma. No vídeo, a poeira salta da rocha no instante em que a lâmina começa a deslizar. Uma e nove da tarde: a maior queda do dia, quinhentos e cinquenta e oito metros cúbicos. Cinco carros danificados, uma minivan atravessada por um fragmento, o hotel evacuado. Ninguém ferido. Duas e trinta e cinco: a última lâmina, mais fina, de uma junta mais rasa. Verão, céu limpo. Sem chuva, sem gelo, sem terremoto.

925 quedas e 215 sem gatilho 3:30

O parque mantém uma base de todas as quedas de rocha registradas desde mil oitocentos e cinquenta e sete. Na edição de dois mil e treze são novecentos e vinte e cinco eventos, com quinze mortos e pelo menos oitenta e cinco feridos. Cada um recebe um gatilho provável: chuva ou neve derretendo, gelo se expandindo na fratura, terremoto, raio, raiz de árvore. Nós refizemos a contagem. Duzentas e quinze quedas foram observadas de perto e não têm gatilho que alguém consiga nomear. Quase uma em quatro.

As inexplicadas preferem o verão 4:03

Essas duzentas e quinze têm uma estação. Noventa aconteceram no verão. Cinquenta e sete na primavera, quarenta e uma no outono, vinte e três no inverno. Para comparar, o verão é a estação com menos quedas no total: cento e setenta e três das novecentas e vinte e cinco. Ou seja, as quedas sem explicação se concentram justamente na estação em que menos rocha cai. E as quedas com chuva fazem a imagem espelhada.

A chuva explica o inverno 4:31

Quedas com chuva ou neve: cento e quinze no inverno, cento e nove no outono, cinquenta na primavera, vinte e três no verão. Dois desenhos opostos, na mesma base, com a mesma régua. A chuva explica o inverno. Alguma outra coisa explica o verão. E, mês a mês, as quedas sem gatilho têm um pico só: julho.

A tarde tem o dobro da noite 4:53

Dá para olhar a hora também. Das duzentas e quinze, cento e sessenta e cinco têm horário conhecido. Vinte caíram de madrugada, cinquenta e seis de manhã, sessenta e sete à tarde, vinte e duas à noite. Se a hora não importasse, cada período teria uns quarenta. A tarde tem quase o dobro da noite. O sinal da hora existe, e é mais fraco que o da estação. É exatamente isso que um mecanismo precisa explicar.

Só 2,4 milímetros de dilatação 5:22

A ideia de que o sol quebra rocha é antiga, e passou um século sendo desacreditada, por um bom motivo: a conta parecia não fechar. Em mil novecentos e cinquenta, um laboratório do governo americano mediu quarenta e oito granitos. Cada grau de aquecimento alonga o granito em seis milionésimos do comprimento, em média. Uma lâmina de dezenove metros, aquecida em vinte graus, cresce pouco mais de dois milímetros. Dois milímetros não derrubam parede. O que ninguém tinha feito era ir até a parede e medir.

Três anos e meio de medidores na fenda 5:56

Em dois mil e dez, um engenheiro do Serviço Geológico dos Estados Unidos e o geólogo do parque escolheram a lâmina da base da Rhombus Wall, a mesma parede da série de quedas do ano anterior. Dezenove metros de altura, quatro de largura, dez centímetros de espessura, presa em cima e embaixo, solta no meio. Instalaram medidores de fenda e sensores de temperatura e deixaram registrando por três anos e meio. A fenda abre de manhã, enquanto a face esquenta, e fecha à noite. Quase meia polegada por dia: cerca de um centímetro. E ela não fecha até o fim. A cada verão, a lâmina termina um pouco mais para fora do que começou.

Como milímetros viram um centímetro 6:37

Como dois milímetros de comprimento viram um centímetro de abertura? Pela forma. A lâmina é um arco preso nas duas pontas. Quando ela cresce, as pontas não cedem, então o comprimento extra vira bojo. Uma conta simples de arco mostra a ordem de grandeza: com uma flecha inicial de meio metro, dois milímetros a mais de comprimento empurram o meio da lâmina um centímetro e meio para fora. Com um metro de flecha, quase um centímetro. O sol não move a lâmina pelo comprimento. Move pelo bojo.

A lâmina atrasa 2h40 em relação ao sol 7:10

Em dois mil e quinze, uma equipe suíça voltou à mesma lâmina com um scanner a laser e uma câmera térmica, e publicou tudo em licença aberta. Num único dia de outubro, fora do verão, o ponto mais aberto da fenda variou quase seis milímetros. E o horário ficou registrado. A superfície da rocha esquenta mais entre onze e quarenta e meio-dia e vinte. A lâmina chega ao ponto mais afastado da parede duas horas e quarenta minutos depois. Duas e vinte da tarde, três da tarde. A tarde.

Twain Harte: a casca se solta ao vivo 7:46

A uns sessenta quilômetros do vale, num domo de granito chamado Twain Harte, o mesmo processo foi flagrado inteiro. No começo de agosto de dois mil e catorze, moradores ouviram estalos vindos da rocha. No dia seis, uma lâmina de dois por cinco metros, com trinta centímetros de espessura, foi lançada quarenta e quatro centímetros para cima. A superfície da rocha passava de cinquenta graus. Aconteceu oito vezes em três verões, sempre em dias entre os mais quentes do ano. Não é só uma fenda abrindo. É a casca se soltando em tempo real.

Estresse térmico vira categoria 8:22

Vinte e quatro de julho de dois mil e dez, cinco e trinta e sete da tarde. Da Porcelain Wall, ao lado do Half Dome, caem duas lajes: cento e cinquenta metros cúbicos. Tempo claro e quente, sol direto, nenhuma chuva recente, superfície seca nas fotos. Na edição seguinte da base do parque, esse tipo de queda ganhou uma categoria própria: estresse térmico. Quinze eventos receberam o rótulo, onze deles em julho e agosto. Um gatilho que não molha nada.

O gatilho é o dia 8:54

Junte as peças. O sol aquece a face da parede. A camada de fora dilata alguns milímetros. A lâmina, que é um arco, se arqueia um centímetro. A fenda atrás dela abre, e a ponta da trinca, onde a lâmina ainda está presa, é puxada. À noite a lâmina volta, mas não até onde estava. Milhares de ciclos depois, a trinca avançou o suficiente, e o dia mais quente encontra a lâmina no ponto mais afastado da parede. A queda de verão não é sem gatilho. O gatilho é o dia.

O que a medição não diz 9:32

Isso não muda o que a base mostra sobre o inverno. A maioria das quedas de Yosemite continua sendo de chuva e de gelo. E uma queda sem gatilho conhecido também pode ser uma queda sem testemunha atenta. Em dois mil e vinte e cinco, o parque registrou quarenta e três quedas, somando menos de quinhentos metros cúbicos, abaixo da média de vinte anos. Uma tarde quente não é uma previsão. O que foi medido foi uma lâmina, por três anos e meio. E ela respira.

A forma da casca que se solta 10:03

As paredes de Yosemite têm a forma do que sobra depois que as cascas caem. As cascas existem porque a rocha é convexa e comprimida. E o que aperta o gatilho, numa parte das vezes, é o dia. No próximo episódio, outro cânion: Zion, em Utah. O piso do cânion é plano, e não devia ser. Há quatro mil e oitocentos anos, uma avalanche de rocha barrou o rio e formou um lago que durou setecentos anos. O chão plano de hoje é o fundo desse lago.

Descrição e fontes

As paredes e os domos do vale de Yosemite, na Sierra Nevada, são feitos de folhas: juntas de esfoliação, fraturas paralelas à superfície que separam o granito em cascas. O que este episódio conta é o que faz a casca se soltar num dia de verão. Em 26 de agosto de 2009 a Rhombus Wall perdeu 558 m³ numa série de quedas ao longo de uma junta, com céu limpo, e o hotel Ahwahnee foi evacuado. Em 2010, um engenheiro do USGS e o geólogo do parque instrumentaram uma lâmina de 19 m de altura, 4 m de largura e 10 cm de espessura na base dessa mesma parede: por três anos e meio a fenda atrás dela abriu de manhã e fechou à noite, cerca de um centímetro por dia, e não voltou tudo. Refizemos a contagem na base de quedas do parque (925 eventos, 1857-2011): das 215 quedas observadas de perto sem gatilho reconhecido, 90 foram no verão e 23 no inverno; as quedas com chuva fazem o espelho (115 no inverno, 23 no verão). Julho é o pico das inexplicadas, e a tarde tem quase o dobro da noite. A dilatação de uma lâmina de 19 m aquecida em 20 °C é de só 2,4 mm — mas a lâmina é um arco preso nas pontas, e milímetros de comprimento viram centímetros de bojo. Em 2015 uma equipe suíça mediu a mesma lâmina com laser e câmera térmica: ela chega ao ponto mais afastado da parede 2h40 depois do pico de calor, no meio da tarde. A 60 km dali, em Twain Harte, uma lâmina foi lançada 44 cm para cima em agosto de 2014, com a superfície acima de 50 °C. A queda de verão não é sem gatilho: o gatilho é o dia.

FONTES

• Collins B.D., Stock G.M. (2016). Rockfall triggering by cyclic thermal stressing of exfoliation fractures. Nature Geoscience 9: 395-400. https://doi.org/10.1038/ngeo2686
• USGS (2016). Hot Days Can Trigger Yosemite Rockfalls. https://www.usgs.gov/news/national-news-release/hot-days-can-trigger-yosemite-rockfalls
• Guerin A., Jaboyedoff M., Collins B.D., Derron M.-H., Stock G.M., Matasci B., Boesiger M., Lefeuvre C., Podladchikov Y.Y. (2020). Remote thermal detection of exfoliation sheet deformation. Landslides 18: 865-879. https://doi.org/10.1007/s10346-020-01524-1
• Stock G.M., Collins B.D., Santaniello D.J., Zimmer V.L., Wieczorek G.F., Snyder J.B. (2013). Historical rock falls in Yosemite National Park, California (1857-2011). USGS Data Series 746. https://doi.org/10.3133/ds746
• Collins B.D., Stock G.M., Eppes M.C., Lewis S.W., Corbett S.C., Smith J.B. (2018). Thermal influences on spontaneous rock dome exfoliation. Nature Communications 9: 762. https://doi.org/10.1038/s41467-017-02728-1
• Martel S.J. (2011). Mechanics of curved surfaces, with application to surface-parallel cracks. Geophysical Research Letters 38, L20303. https://doi.org/10.1029/2011GL049354
• Hockman A., Kessler D.W. (1950). Thermal and moisture expansion studies of some domestic granites. Journal of Research of the National Bureau of Standards 44: 395-410. https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/44/jresv44n4p395_A1b.pdf
• National Park Service (2017). Additional Information on Rockfall in Yosemite National Park. https://www.nps.gov/yose/learn/news/additional-information-on-rockfall-in-yosemite-national-park.htm
• National Park Service — Yosemite: Rockfall. https://www.nps.gov/yose/learn/nature/rockfall.htm
• American Alpine Club (2018). Deadly Rockfall — El Capitan, 2017. http://publications.americanalpineclub.org/articles/13201214831/Deadly-Rockfall

PRANCHAS DE ACERVO: as 2 são creditadas em tela no vídeo e listadas no manifesto deste projeto.

Vídeo: National Park Service, NPGallery (quedas de rocha filmadas no vale de Yosemite, domínio público; créditos em tela).

Fotografias: Wikimedia Commons (domínio público e CC BY 2.0; créditos em tela).

Os diagramas são desenhados em código a partir dos números citados — nenhum é imagem gerada.

As contagens por estação e por hora foram refeitas a partir da planilha da base de quedas do parque (USGS DS 746).

#geologia #ciência #yosemite