Todos os anos, milhões de pessoas que visitam o Parque Nacional do Grand Canyon param em uma das estações de água do parque. Alguns ficam na beira, vendo o cânion pela primeira vez e bebendo uma garrafa de água antes de continuar a jornada. Outros estão muito abaixo, caminhando em meio ao calor intenso, enchendo tanques e encharcando-se com água para evitar a desidratação e as doenças causadas pelo calor.
Essa água vem de uma única fonte: as nascentes de Ravuchy, uma nascente de uma caverna na Margem Norte. Embora os caminhantes possam ouvir e ver a nascente na Trilha North Kaibab, não há uma trilha direta até ela. As nascentes fornecem água não apenas aos visitantes do parque, mas também às plantas, animais e ecossistemas que dela dependem. À medida que a região se torna mais quente e mais seca, a protecção desta fonte vital de água torna-se cada vez mais importante.
Pesquisadores da Escola de Informática, Computação e Cibersistemas da Universidade do Norte do Arizona estão trabalhando para entender melhor como funcionam Ravuchia Springs e outras fontes alimentadas por cavernas. Com o apoio de uma nova subvenção financiada pelo Parque Nacional do Grand Canyon, a equipa irá expandir os esforços para mapear estes sistemas de água e investigar como o degelo da neve está ligado às nascentes.
“Compreender onde a água desce é fundamental para a infraestrutura, os animais, as plantas e outros ecossistemas que dependem dessas fontes”, disse Blaise LaSala, Ph.D. estudante de eco-informática. – São como oásis.
Os primeiros resultados do projeto foram publicados recentemente em Relatórios científicos.
Mapeando as cavernas escondidas do Grand Canyon
A maioria das pessoas nunca entrará nas cavernas que alimentam as nascentes do Grand Canyon. Eles estão fechados ao público e muitas vezes estão longe das rotas estabelecidas. Como resultado, muito do que os cientistas sabem sobre eles vem de projetos de mapeamento especializados.
Para sua pesquisa de doutorado, LaSallo trabalhou com o professor Temuulen “Teki” Sankey, especialista em sensoriamento remoto, para criar mapas detalhados de vários sistemas de cavernas. Usando um scanner lidar móvel, a equipe criou modelos 3D de alta resolução que capturaram as paredes, tetos, passagens e câmaras da caverna com detalhes requintados.
Em 45 dias, investigadores, voluntários e funcionários do parque documentaram mais de 10 quilómetros de passagens subterrâneas e salas.
“Eu não tinha ideia de quão grandes e longas eram essas cavernas”, disse Sankey. “Conseguimos criar mapas 3D de alta resolução, o que é único e novo em termos de sensoriamento remoto. As cavernas do Grand Canyon nunca foram renderizadas em 3D desta forma.”
A obra exigiu grandes esforços logísticos e técnicos. Os membros da equipe carregavam mochilas pesando até 55 libras, incluindo equipamentos lidar, em caminhadas até entradas remotas de cavernas que poderiam levar até dois dias para serem alcançadas. Uma vez lá dentro, eles escalaram, praticaram rapel, rastejaram e até nadaram em áreas inundadas, registrando formas de cavernas e padrões de fraturas.
Esses detalhes são valiosos porque as cavernas foram formadas por processos geológicos conhecidos. A localização de passagens, rachaduras e buracos pode mostrar como a água se move através das diferentes camadas de rocha abaixo do cânion.
Depois que a neve derrete nas nascentes de Ravuchy
A explicação mais simples para a origem da água é a superfície, especificamente o degelo do planalto Kaibab.
Uma questão mais complicada é como essa água se move no subsolo antes de emergir em nascentes como Roaring Springs.
As nascentes das cavernas são encontradas nas formações calcárias Redwall e Muau. Várias outras camadas de rocha ficam entre essas nascentes e a superfície acima. Experimentos anteriores de rastreamento de corantes conduzidos pelo parque mostraram que a água pode se mover através deste sistema subterrâneo de forma inesperada e rápida.
Abe Springer, professor da Escola da Terra e Sustentabilidade da NAU e um dos colaboradores do projeto, trabalhou com o parque na pesquisa de rastreamento de corantes. Em alguns testes, a tinta despejada em reservatórios do planalto percorreu aproximadamente 20 quilômetros e apareceu nas nascentes em apenas uma semana.
Exatamente como a água se move pela superfície permanece incerto. A viagem é afetada por fatores como falhas, falhas, permeabilidade das rochas e caminhos subterrâneos.
“A tese era fazer uma ligação geológica entre o que podemos ver na superfície e o que podemos ver a centenas ou milhares de metros de profundidade”, disse Sankey.
“É como olhar para uma caixa preta”, acrescentou LaSala. “Você vê o que entra e o que sai, mas é muito difícil avaliar o que está acontecendo lá. Agora que sabemos quais são os padrões, podemos realmente começar a relacionar os dados às mudanças da primavera ao longo do tempo.”
Qualidade da água e riscos de poluição
Compreender esses caminhos subterrâneos é importante para mais do que apenas curiosidade científica. Também tem implicações práticas para a qualidade da água e a segurança pública.
As maiores nascentes do Grand Canyon alimentam sistemas cársticos que Sankey compara ao “queijo suíço” por causa das muitas aberturas, canais e buracos na rocha. A água pode mover-se rapidamente através destes caminhos, deixando poucas oportunidades para a filtração natural.
Isto significa que os poluentes também podem se mover rapidamente. Escoamento de incêndios florestais ou bactérias como Escherichia coli pode entrar nos reservatórios associados à Caverna Roaring Springs e chegar ao aqueduto. Se for detectada contaminação, o pessoal do parque poderá ter de parar temporariamente o bombeamento até que o problema seja resolvido.
Ao determinar onde a água entra no sistema e ao rastrear como ela se move, os pesquisadores podem ajudar os gestores a identificar fontes de contaminação e reduzir o risco de falhas futuras.
Nova pesquisa sobre derretimento de neve e lagartos
A próxima etapa do projeto está prevista para começar no início de 2026.
Usando levantamentos aéreos Lidar e observações de satélite coletadas ao longo de várias décadas, LaSallo e Sankey planejam mapear as falhas em ambos os lados do Grand Canyon, estudando padrões de acúmulo e derretimento de neve nos últimos 40 anos.
Grande parte do próximo trabalho se concentrará nas características da superfície, embora os pesquisadores ainda estejam interessados em explorar cavernas recém-descobertas se surgirem oportunidades.
O objetivo é compreender melhor os processos geológicos que afetam a formação de reservatórios, o desaparecimento de riachos e o movimento das águas subterrâneas. Os pesquisadores comparam os padrões observados na superfície com aqueles documentados no interior das cavernas. As descobertas também orientarão futuros experimentos de rastreamento de corantes.
O derretimento da neve é especialmente importante porque o Arizona tem visto um declínio na acumulação de neve ao longo do tempo, e a região do Grand Canyon está vendo a mesma tendência.
O projeto criará um extenso arquivo de dados ambientais que pode ser combinado com lidar e outros recursos de imagem para melhorar a compreensão dos sistemas hídricos em toda a região.
Por que as descobertas são importantes além do Arizona
Embora a pesquisa beneficie diretamente o Parque Nacional do Grand Canyon, sua importância se estende muito além do norte do Arizona.
Mais de um bilhão de pessoas em todo o mundo dependem da água de nascentes cársticas. Melhorar a compreensão dos cientistas sobre como a água se move através destes complexos sistemas subterrâneos pode ajudar a informar os esforços de gestão da água em todo o mundo.
As descobertas também podem ser valiosas para tribos nativas americanas localizadas dentro ou perto do parque.
“É emocionante encontrar padrões que apoiam hipóteses feitas há mais de 50 anos”, disse LaSala. “Agora temos todos esses dados incríveis e estamos tentando combiná-los com outros dados para encontrar coisas úteis. Há tantos lugares que poderiam se beneficiar desse tipo de análise.”
Como Fire Dragon Bravo afeta a pesquisa
Os investigadores esperam que o Dragon Bravo Fire afecte as observações futuras, mas vêem-no como mais um factor a incluir no seu trabalho, em vez de um obstáculo que altera a missão geral.
Quando questionados sobre como o incêndio poderá afectar o projecto, tanto LaSallo como Sankey reconheceram que acontecimentos inesperados são comuns na investigação científica.
“Esta é uma nova reviravolta na nossa investigação”, disse Sankey.
Os efeitos do incêndio no planalto Kaibab provavelmente alterarão algumas das condições ambientais que os pesquisadores estão observando. Se o projeto continuar, essas mudanças serão incluídas na análise, e a equipe planeja auxiliar o parque tanto quanto possível na compreensão dos efeitos do incêndio.
