Intrigualmente, não foram grandes inundações ou mudanças dramáticas de curso – na maioria das vezes apenas o rastejamento regular de dunas de areia através do fundo do rio. Na verdade, apenas alguns meses.

Esta normalidade dos depósitos fluviais, ou estratos fluviais, tem deixado os geólogos perplexos durante a maior parte de um século. Dada a pouca preservação da história de um rio, os pesquisadores acham estranho que os registros do lugar comum predominem, ao invés de evidências dos eventos mais extremos. Nova pesquisa publicada na revista Geophysical Research Letters, revela os processos que podem finalmente explicar este enigma.

O estudo conduzido por Vamsi Ganti, professor assistente de geomorfologia da UC Santa Bárbara, aborda um dos debates mais longos no campo da geologia: o catastrofismo versus o uniformitarismo. Ou seja, se o registro geológico tende a ser influenciado mais por eventos grandes e pouco freqüentes ou por ocorrências pequenas mas comuns.

Quando se trata de depósitos fluviais, o catastrofismo tem um argumento bastante intuitivo. “Se a probabilidade de qualquer evento ser preservado é baixa, então o que é preservado deve ser de alguma forma especial”, explicou Ganti. Entretanto, os cientistas acham que isso simplesmente não é verdade, mesmo que menos de 0,0001% do tempo decorrido seja preservado.

“Essa é a razão pela qual chamamos isso de estranha normalidade dos estratos fluviais”, disse Ganti, “porque é estranho que eventos preservados sejam tão comuns, mesmo que a preservação do tempo seja tão extraordinária”.”

A morfologia do fígado tende a se auto-organizar em uma hierarquia de níveis, que Ganti e seus colegas acreditavam ser a chave para entender esta estranha normalidade. Ondas e dunas se movem através de fundos de rios na ordem de minutos e horas. O movimento dos bancos de areia acontece ao longo de meses e anos, enquanto os rios se movimentam e saltam suas margens ao longo de anos e séculos. No final mais extremo, as mudanças do nível do mar podem acelerar a erosão ou promover a sedimentação ao longo de milênios.

Felizmente, os cientistas entendem como cada um desses fenômenos aparecem no registro estratigráfico com base em observações modernas. Acontece que estas características variam em tamanho, desde ondulações em polegadas de altura até erosão induzida pelo nível do mar que pode percorrer centenas de metros de sedimentos.

Ganti e seus colegas construíram um modelo probabilístico para testar suas hipóteses. Eles descobriram que se todos os processos fluviais ocorrem na mesma escala, apenas os eventos mais extremos são preservados. Entretanto, assim que eles introduziram uma hierarquia, sedimentos de processos comuns começaram a preencher a erosão causada por fenômenos um nível superior.

O mistério foi resolvido. “Enquanto você tiver uma organização hierárquica na dinâmica dos rios, seus estratos serão comuns”, disse Ganti.

Os cientistas sabem sobre esses diferentes níveis hierárquicos na morfologia dos rios há bastante tempo, mas ninguém os tinha diretamente ligado à normalidade dos estratos dos rios até agora, explicou Ganti. Antes desses resultados, os sedimentologistas eram um pouco como os primeiros biólogos que conheciam a taxonomia – espécies, gêneros, famílias, etc. — sem entender a teoria da evolução que explica a dinâmica que os liga.

Os eventos em um nível podem acumular sedimentos — neste caso eles são preservados — ou podem corroer os sedimentos, que serão então preenchidos por eventos comuns um nível mais baixo. Assim, enquanto alguns eventos extremos são preservados, fenômenos comuns dominam o registro estratigráfico.

Ganti também percebeu que os tempos relativos sobre os quais os níveis evoluem determinam o que é preservado. Por exemplo, tome as taxas relativas de migração do rio versus avulsão, ou a freqüência com que o rio salta suas margens. “Se sua migração é rápida e sua avulsão é pouco freqüente, então você continua a retrabalhar seus depósitos”, explicou Ganti. Esses sistemas tendem a preservar apenas as elevações mais extremas dos canais. “Entretanto, quando você tem uma avulsão, você não pode mais retrabalhar esse depósito porque você saltou para um novo local”

Com esse entendimento, os cientistas podem agora usar estratos para comparar quão rápido cada nível estava evoluindo quando um rio estava realmente ativo. Na verdade, os resultados reforçam as conclusões do estudo anterior de Ganti, onde ele havia demonstrado que os rios Precambrianos poderiam ter sido semelhantes aos rios de um único canal, rios meandros que conhecemos hoje.

Os cientistas há muito duvidavam disso, já que não havia nenhuma evidência preservada no registro estratigráfico. Muitos argumentaram que tais rios teriam precisado de plantas para assegurar suas margens, e as plantas terrestres ainda não tinham evoluído. Mas ao invés de não terem migrações, na verdade é provável que esses rios se espalhassem com tanta freqüência que seus estratos continuassem a ser apagados. De fato, outros cientistas descobriram que rios em paisagens sem vegetação migram 10 vezes mais rápido do que aqueles com vegetação.

As descobertas do Ganti também têm ramificações para o mundo moderno, onde as mudanças climáticas e a elevação do nível do mar estão alterando o comportamento dos principais sistemas fluviais. Para entender nosso futuro, muitos cientistas olham para os depósitos dos rios durante a Máxima Térmica Paleoceno-Eoceno, quando as temperaturas médias saltaram abruptamente de 5 a 8 graus Celsius, comparáveis às mudanças climáticas modernas. As evidências sugerem que os rios eram mais móveis naquela época, e agora temos as ferramentas para determinar por que.

“Sabemos que o fornecimento de sedimentos aos rios está mudando por causa das mudanças induzidas pelo homem. Mas o que não sabemos é em que trajetória estamos enviando rios no longo prazo”, disse Ganti.

“Vamos apenas aumentar as taxas de migração? Será que vamos tornar as avulsões mais frequentes? Esta diferença importa, porque ela determina a história das inundações e onde você se desenvolve nas décadas e séculos vindouros”.