O que as rochas oscilantes podem nos dizer sobre a segurança nuclear

Todos nós os vimos; até tiramos fotos de nós mesmos fingindo segurá-los ou empurrá-los.

Estas são as rochas precariamente equilibradas em uma colina ou em um penhasco costeiro. É como se o mais suave cutucão os fizesse cair.

Na verdade, a perturbação necessária para desestabilizar os blocos é bastante significativa, e isso fez com que marido e mulher os geólogos Drs Dylan e Anna Rood se perguntassem como essas grandes pedras poderiam ser usadas para decifrar a história dos terremotos.

Pense nisso: se uma rocha precariamente equilibrada manteve sua posição por 10.000 anos sem tombar, isso significa que a terra ao redor da pedra não experimentou tremer acima de um certo nível durante todo esse tempo.

“A frase que estamos tentando cunhar é que essas rochas precariamente equilibradas, ou PBRs, são um ‘sismômetro inverso’”, explica Anna.

“Um sismógrafo normal, registra um evento que tenha acontecido, enquanto nosso PBR ainda está de pé lá, e por isso registra um terremoto que não aconteceu. Especificamente, um grande terremoto”, o Imperial College London, Reino Unido, pesquisador diz BBC News.

Esta é uma informação realmente útil se você deseja construir uma usina nuclear ou um depósito de lixo; ou talvez uma grande barragem ou ponte.

Saber o quão robusta essa estrutura precisa ser requer uma compreensão dos riscos sísmicos que poderiam ser razoavelmente previstos durante sua vida útil.

Ele pode esperar um certo limiar de tremor uma vez a cada 100 anos, ou a cada 1.000 anos, ou mesmo apenas uma vez a cada 10.000 anos? A resposta incidirá diretamente sobre o custo de uma construção segura, bem como sobre o risco do seguro.

Os planejadores podem ter a sorte de que o local onde desejam instalar a nova usina já tenha um registro detalhado e instrumentado do comportamento sísmico. Mas haverá lugares onde esse registro será esparso – lugares onde é sabido que grandes tremores podem ocorrer, mas onde a história do tamanho e frequência dos eventos é extremamente irregular.

Para esses locais, os geólogos normalmente realizarão o que é chamado de análise probabilística de risco sísmico, na qual tentarão modelar as possibilidades, levando em consideração todas as fontes locais potenciais de terremotos, como falhas geológicas próximas.

O que Dylan e Anna mostraram agora é que qualquer rocha precariamente equilibrada na vizinhança pode ser usada para restringir esses modelos, excluindo as possibilidades mais distantes.

Como prova de princípio, eles estudaram PBRs perto da Usina Nuclear de Diablo Canyon, na costa central da Califórnia.

Estes são blocos altos de chert que se soltaram da plataforma rochosa ao redor e, como consequência, podem cair devido à quantidade certa de agitação. Mas, precisamente, quanto tremor seria necessário e há quanto tempo os blocos estão neste estado independente são as duas incógnitas que a equipe teve que resolver para usar os PBRs como sismômetros inversos.

A quantidade de vibração é determinada tirando muitas fotos dos PBRs e fazendo um modelo 3D. Várias equações irão então eliciar a força das acelerações do solo necessárias para derrubar a rocha.

Trabalhar a segunda parte – a “era da fragilidade” – conta com uma técnica inteligente que rastreia as mudanças induzidas nas rochas à medida que foram expostas a partículas espaciais energéticas ao longo do tempo.

Os raios cósmicos, quando atingem os átomos de oxigênio nos minerais de quartzo de chert, geram o elemento radioativo berílio-10. Contar a quantidade de Be-10 nas superfícies dos blocos, portanto, dá uma estimativa de quanto tempo as pedras estão em sua situação precária.

Os resultados da investigação da PBR para a Usina Nuclear de Diablo Canyon devem ser tranquilizadores, diz Anna.

“Todos nós sabemos que estamos em terreno instável na Califórnia, mas nossos resultados mostram que não é tão instável quanto temíamos.

“É importante ressaltar que fizemos estimativas com o dobro da certeza para o tremor de terremoto. Mostramos que um terremoto com tremores fortes o suficiente para derrubar nossas rochas precariamente equilibradas – e isso provavelmente quebraria o solo e as paredes dos edifícios – não foi registrado por nossos sismômetros inversos nos últimos 21.000 anos. “

A razão pela qual este tipo de avaliação é tão útil no caso específico do Diablo Canyon é que a principal “ameaça” do terremoto vem da chamada Falha Hosgri, que está localizada a cerca de 6 km da costa, debaixo d’água.

“Portanto, há muitos desses locais de interesse de infraestrutura crítica que estão localizados na costa ou próximo a ela, por causa das necessidades de água de resfriamento e onde os riscos são offshore – como evidenciado pela usina nuclear de Fukushima e o terremoto Tohoku em 2011 , “diz Dylan.

“E, ao contrário de [falhas terrestres], onde você pode simplesmente cavar trincheiras e reconstruir a relação magnitude-frequência e a quantidade de deslizamento por vez, etc. – isso é incrivelmente difícil de fazer com essas falhas offshore. É aí que os PBRs podem nos ajudar.”

Mas quão disponíveis eles estão? Você consegue encontrar um número suficiente deles para tornar os sismômetros inversos uma técnica amplamente aplicável?

Há um conjunto de tipos de rochas onde essas características podem se formar, diz Anna. “O conjunto de juntas verticais é tudo o que você precisa. E, uma vez que você sabe o que está procurando e põe seus olhos nele – eles são na verdade muito mais onipresentes do que você imagina.”