31As formas de relevo

Na costa sul da Inglaterra, as falésias brancas das Seven Sisters caem direto no mar. Num ano normal, elas perdem até um metro. No inverno de 2014, as tempestades tiraram das falésias de Birling Gap, em dois meses, tanto quanto elas costumam perder em sete anos. O giz dessas falésias foi um dia lama no fundo de um mar, feita das minúsculas placas de algas microscópicas que viviam na sua água. Hoje ele se ergue como uma muralha de rocha branca que as ondas fazem recuar um pouco mais a cada ano. Por que a terra tem as formas que tem, e por que algumas delas mudam tão depressa?

O que você já sabe

Uma forma de relevo é uma forma da superfície da terra: um morro, um vale, uma planície, uma falésia (Capítulo 2). O relevo é a forma do terreno em altura (Capítulo 9). O intemperismo fragmenta a rocha, a erosão a desgasta e a leva embora, e a deposição a assenta em outro lugar (Capítulo 10). As placas erguem cordilheiras onde colidem (Capítulo 18); as geleiras escavam vales em U (Capítulo 27); o calcário efervesce sob uma gota de ácido diluído (Capítulo 15). Em química, você aprende que os ácidos atacam o calcário e liberam gás carbônico.

31.1 O relevo: um equilíbrio entre soerguimento e erosão

Dois tipos de forças modelam o relevo. De dentro, os movimentos das placas elevam o terreno. De fora, a água, o gelo, o vento e o mar o desgastam.

Definição 31.1 (Soerguimento)

O soerguimento é a subida lenta das rochas e da superfície do terreno de uma região, provocada por forças do interior da Terra, como a colisão de duas placas.

O soerguimento é lento na escala de uma vida, mas rápido na escala da Terra. A Índia colidiu com a Ásia há cerca de 50 milhões de anos, e o planalto do Tibete, atrás do Himalaia, ganhou a maior parte da sua altitude, cerca de $4600\,\mathrm{m}$, nos últimos 10 milhões de anos. Em média, isso dá $4600 \div 10^7 = 4.6 \times 10^{-4}$ m, ou cerca de $0.5\,\mathrm{mm}$ por ano: menos que a espessura de uma unha, mas mantido por milhões de anos.

Assim que o terreno sobe, a erosão o ataca. Quanto mais alto e mais íngreme o terreno, mais depressa os rios, as geleiras e os desmoronamentos levam a rocha embora. A altura de uma cordilheira num dado momento é o resultado de uma disputa: o que o soerguimento traz para cima, menos o que a erosão leva embora.

Os rios (Capítulo 10) e as geleiras (Capítulo 27) são os grandes escultores das montanhas. O resto deste capítulo acompanha três outros agentes, que fazem formas de relevo próprias: o vento, o mar e a água que dissolve a rocha.

31.2 As formas feitas pelo vento: as dunas

Onde há poucas plantas, muita areia solta e vento forte, o vento pode levantar a areia e amontoá-la em morros: nos desertos e atrás das praias arenosas.

Definição 31.2 (Duna)

Uma duna é um monte ou uma crista de areia solta amontoada pelo vento. A sua encosta voltada para o vento é longa e suave; o seu lado oposto, a face de avalanche, é curto e íngreme.

Uma duna se move. O vento faz os grãos rolarem e saltarem encosta suave acima; na crista, eles se acumulam até que o monte fique íngreme demais, e uma pequena avalanche de areia escorrega pela face de avalanche. Grão após grão, a areia é tirada do lado do vento e depositada do lado oposto, e a duna inteira avança no sentido do vento sem nunca ser levantada. As dunas raramente ficam sozinhas: elas cobrem campos inteiros.

Onde o vento sopra sempre da mesma direção e a areia não é abundante demais, as dunas tomam a forma de um crescente, uma barcana: o seu nariz arredondado fica de frente para o vento e os seus dois chifres apontam no sentido do vento. Os chifres contêm menos areia que o meio, então se movem mais depressa e se estendem à frente da duna.

Com que velocidade? No campo de dunas de gipsita de White Sands, no Novo México, as pequenas dunas que se formam na sua borda a barlavento, com alguns metros de altura, avançam até $6\,\mathrm{m}$ por ano; um pouco mais adiante, já com 6 a $10\,\mathrm{m}$ de altura, elas avançam cerca de $3\,\mathrm{m}$ por ano. Quanto mais areia uma duna contém, mais devagar ela anda. Barcanas empurradas por ventos fortes podem percorrer mais de $100\,\mathrm{m}$ em um ano, o bastante para soterrar uma estrada ou um campo.

Numa costa, uma linha de dunas atrás da praia protege a terra que fica atrás dela das ondas de tempestade. As plantas que crescem nas dunas seguram a areia com as suas raízes: onde elas são pisoteadas ou arrancadas, o vento leva a areia de novo.

31.3 As formas feitas pelo mar

31.3.1 As falésias

Definição 31.3 (Falésia)

Uma falésia é uma parede de rocha íngreme ou vertical. Numa costa, uma falésia é escavada pelas ondas, que atacam o seu pé e a fazem recuar para o interior.

As ondas lançam água, areia e seixos contra o pé da falésia. Pouco a pouco, elas escavam uma reentrância na sua base, um entalhe, entre os níveis da maré baixa e da maré alta. A rocha de cima fica em balanço; a chuva e o gelo a enfraquecem ainda mais. Um dia, a parte em balanço desaba. As ondas quebram os blocos caídos e os levam embora, e o ataque recomeça numa face nova, um pouco mais para o interior. Atrás dela, a falésia deixa uma laje plana de rocha, a plataforma de abrasão, que aparece na maré baixa.

As rochas moles recuam mais depressa. Em Birling Gap, as falésias de giz perdem até cerca de um metro por ano; mas o recuo vem aos saltos, um desmoronamento de cada vez, e um inverno de tempestades pode levar anos de recuo de uma só vez. Em 1999, o antigo farol de Belle Tout, construído em 1832 no alto das falésias ali perto, foi deslocado $17\,\mathrm{m}$ para trás da borda, inteiro, porque a falésia estava chegando perto demais.

Segurança

A borda de uma falésia pode ceder a qualquer momento, e rochas caem da parede sem aviso. As falésias são observadas de uma distância segura: bem longe da borda, no alto, e bem longe do pé, na praia; e uma praia ao pé de falésias é deixada antes de a maré subir.

31.3.2 As praias e os pontais

A areia e os seixos arrancados das falésias, e trazidos pelos rios, não ficam onde caem: as ondas os separam e os deslocam ao longo da costa.

Definição 31.4 (Praia, deriva litorânea e pontal)

Uma praia é uma faixa de areia ou de seixos acumulada pelas ondas ao longo da margem. Quando as ondas chegam à margem de viés, cada onda empurra os grãos praia acima nesse ângulo, e a água volta direto descendo a encosta: os grãos fazem zigue-zague ao longo da costa. Esse movimento da areia e dos seixos ao longo da margem é a deriva litorânea. Um pontal é uma crista longa e estreita de areia ou de seixos construída pela deriva litorânea, presa à terra por uma ponta e avançando mar adentro onde a costa faz uma curva.

Onde a costa se curva, na entrada de uma baía ou na foz de um rio, a deriva continua no mesmo sentido e deixa a sua carga na água mais calma: a praia cresce mar adentro como um pontal. A sua ponta muitas vezes se curva para dentro, dobrada por ondas que vêm de outras direções. Atrás do pontal, abrigada das ondas, a lama se deposita e crescem marismas.

31.4 As formas feitas pela dissolução: o carste

A água da chuva não é água pura. Ao cair pelo ar e depois se infiltrar pelo solo, ela absorve gás carbônico, que a deixa levemente ácida. Esse ácido fraco faz devagar o que a gota de ácido diluído faz depressa com um pedaço de calcário: ele dissolve a rocha. O calcário é cheio de fendas, ao longo das suas camadas e através delas. A água desce por elas e as alarga, milímetro por milímetro, ao longo de milhares de anos.

Definição 31.5 (Carste, caverna e dolina)

Um carste é uma paisagem modelada pela água que dissolve uma rocha solúvel, na maioria das vezes o calcário. Ali, os rios costumam sumir embaixo da terra e voltar à superfície como nascentes. Uma caverna é um espaço subterrâneo natural grande o bastante para uma pessoa entrar, dissolvido ao longo das fendas da rocha. Uma dolina é uma depressão ou um buraco na superfície do terreno, formado onde a rocha de baixo se dissolve ou onde o teto de uma caverna desaba.

Numa caverna, a dissolução pode andar para trás. Uma gota de água que pinga do teto leva calcário dissolvido. Quando encontra o ar da caverna, ela libera parte do seu gás carbônico, e uma fina película de calcita sai da água em volta da gota. Gota após gota, um tubo oco cresce a partir do teto e depois engrossa até virar uma estalactite, pendurada como um pingente de gelo. Onde as gotas caem, o resto da calcita constrói uma estalagmite a partir do chão. Quando as duas se encontram, formam uma coluna.

As regiões cársticas guardam muita água no subsolo, mas ela corre depressa pelas fendas abertas e quase não é filtrada: tudo o que é derramado no chão pode chegar depressa a uma nascente. E, onde a rocha de baixo foi dissolvida, o terreno pode afundar ou desabar: onde há gente morando, uma dolina que se abre de repente pode engolir estradas e casas.

31.5 Ler uma paisagem

Cada forma de relevo é uma pista. A sua forma diz que agente a fez; o agente diz que processo atuou, erosão ou deposição; e o processo muitas vezes diz algo sobre a rocha ou sobre o material solto que fica embaixo.

Método 31.6 (Ler uma forma de relevo)

1. Forma. Descreva a forma de relevo: uma crista, uma depressão, uma parede íngreme, uma laje plana; o seu tamanho; para onde ela aponta.
2. Agente e processo. Decida que agente a fez (um rio, o gelo, o vento, o mar, a água que dissolve) e se ela foi escavada (erosão) ou construída (deposição).
3. Material. Diga de que ela é feita, ou o que a rocha de baixo provavelmente é: areia solta, seixos, calcário, rocha dura ou mole.

Exemplo 31.7 (Um passeio num planalto)

Num planalto alto coberto de capim, não há nenhum riacho, embora chova muitas vezes. Os campos são salpicados de depressões redondas de alguns metros de diâmetro, e, no vale lá embaixo, uma nascente forte jorra do pé de uma parede de rocha. Forma: depressões, nenhum riacho na superfície, uma nascente mais abaixo. Agente e processo: água que dissolve a rocha e corre embaixo da terra. Material: o planalto é muito provavelmente de calcário, e as depressões são dolinas. Uma gota de ácido diluído num pedaço solto da rocha, posta pela professora, efervesceria.

31.6 Exercícios

Exercício 31.1 ★

Que agente fez cada forma de relevo: o vento, o mar, um rio, o gelo ou a água que dissolve a rocha? (a) Um morro de areia em crescente num deserto. (b) Uma caverna cheia de estalactites. (c) Uma longa crista de seixos atravessando a entrada de uma baía. (d) Um vale em U com uma morena na sua ponta. (e) Uma parede vertical de giz com uma laje de rocha plana ao pé. (f) Um delta.

Solução

Solução de Exercício 31.1.

(a) O vento. (b) A água que dissolve a rocha (e deposita calcita na caverna). (c) O mar (deriva litorânea). (d) O gelo. (e) O mar. (f) Um rio.

Exercício 31.2 ★

Dê a palavra de cada descrição. (a) A subida lenta das rochas e do terreno de uma região. (b) O lado íngreme de uma duna, oposto ao vento. (c) Um buraco no chão formado onde a rocha de baixo se dissolveu ou onde o teto de uma caverna desabou. (d) O movimento da areia e dos seixos ao longo da margem. (e) Uma paisagem modelada pela água que dissolve o calcário.

Solução

Solução de Exercício 31.2.

(a) Soerguimento. (b) A face de avalanche. (c) Uma dolina. (d) A deriva litorânea. (e) Um carste.

Exercício 31.3 ★

Verdadeiro ou falso? Corrija as frases falsas. (a) Os chifres de uma duna em crescente apontam para o lado de onde vem o vento. (b) A encosta de uma duna voltada para o vento é suave. (c) Uma duna se move porque o vento a levanta toda de uma vez. (d) As dunas se formam com mais facilidade onde crescem poucas plantas.

Solução

Solução de Exercício 31.3.

(a) Falso: os chifres apontam no sentido do vento; o nariz arredondado fica de frente para o vento. (b) Verdadeiro. (c) Falso: o vento a move grão por grão, encosta suave acima e face de avalanche abaixo. (d) Verdadeiro.

Exercício 31.4 ★

Ponha em ordem estas etapas do recuo de uma falésia marinha. (a) As ondas quebram os blocos caídos e os levam embora. (b) As ondas escavam um entalhe no pé da falésia. (c) A parede da falésia fica agora mais para o interior, e a plataforma plana à sua frente fica um pouco mais larga. (d) A rocha acima do entalhe fica em balanço. (e) A parte em balanço desaba.

Solução

Solução de Exercício 31.4.

(b), (d), (e), (a), (c).

Exercício 31.5 ★★

Vistas de um avião, as dunas em crescente de um deserto têm todas os chifres apontando para leste. (a) De que direção sopra o vento? (b) De que lado de cada duna fica a face de avalanche? (c) Uma estrada passa $60\,\mathrm{m}$ a leste de uma das dunas. A duna avança $6\,\mathrm{m}$ por ano. Em quantos anos o seu pé vai chegar à estrada? (d) Uma duna maior avança só $3\,\mathrm{m}$ por ano. Por que as dunas maiores se movem mais devagar?

Solução

Solução de Exercício 31.5.

(a) Do oeste: os chifres apontam no sentido do vento. (b) No lado leste, entre os chifres. (c) $60 \div 6 = 10$ anos. (d) Uma duna maior contém mais areia, e toda ela tem de passar por cima da crista para a duna avançar.

Exercício 31.6 ★★

As falésias de giz de uma costa recuam até cerca de $1\,\mathrm{m}$ por ano. No inverno de 2014, elas perderam tanto quanto costumam perder em sete anos, em apenas dois meses. (a) A $1\,\mathrm{m}$ por ano, quanto se perde em sete anos? (b) Dois meses são que fração de um ano? (c) Quantas vezes mais depressa do que o normal as falésias recuaram durante esses dois meses? (d) Explique, usando o entalhe e a parte em balanço, por que uma falésia recua aos saltos e não de maneira contínua.

Solução

Solução de Exercício 31.6.

(a) $7 \times 1 = 7\,\mathrm{m}$. (b) $2 \div 12 = \frac{1}{6}$ de um ano. (c) Sete anos de recuo em $\frac{1}{6}$ de um ano: $7 \times 6 = 42$ vezes mais depressa. (d) As ondas primeiro escavam um entalhe; a rocha de cima fica em balanço sobre ele por algum tempo, sem se mexer; depois a parte em balanço desaba de uma só vez, e a borda salta para trás.

Exercício 31.7 ★★

Uma costa retilínea vai de oeste a leste, com o mar ao sul. As ondas vêm do sudoeste. (a) Em que sentido a deriva litorânea leva a areia? (b) Desenhe o caminho em zigue-zague de um seixo durante três ondas, indicando o trajeto praia acima e o trajeto de volta. (c) Na sua ponta leste, a costa vira para o norte, para dentro de uma baía. Que forma de relevo provavelmente vai crescer ali? (d) Por que a lama se deposita atrás dela?

Solução

Solução de Exercício 31.7.

(a) Para leste. (b) Três trajetos praia acima, inclinados para o nordeste, cada um seguido de um trajeto direto de volta para o sul: um zigue-zague que avança para leste. (c) Um pontal, crescendo para leste através da entrada da baía. (d) O pontal abriga das ondas a água que fica atrás dele; em água calma, a lama fina pode se depositar.

Exercício 31.8 ★★

(a) O que deixa a água da chuva levemente ácida? (b) Por que há cavernas no calcário, mas quase nenhuma no granito? (c) Por que as cavernas seguem as fendas e as camadas da rocha? (d) Dê duas maneiras como uma dolina pode se formar.

Solução

Solução de Exercício 31.8.

(a) Ela absorve gás carbônico do ar e do solo. (b) O ácido fraco dissolve o calcário devagar, mas quase não ataca o granito. (c) A água só pode entrar na rocha pelas suas fendas e ao longo das suas camadas; ela alarga primeiro essas aberturas. (d) A rocha embaixo da superfície se dissolve e o terreno afunda devagar; ou o teto de uma caverna desaba.

Exercício 31.9 ★★

(a) Explique por que a calcita sai de uma gota de água pendurada no teto de uma caverna. (b) Por que as estalagmites não têm tubo oco por dentro, ao contrário das estalactites jovens? (c) Suponha que uma estalactite tenha crescido $0.1\,\mathrm{mm}$ por ano (um ritmo inventado: os ritmos reais variam muito). Quantos anos ela levou para crescer $30\,\mathrm{cm}$? Escreva a resposta em notação científica.

Solução

Solução de Exercício 31.9.

(a) Quando a gota encontra o ar da caverna, ela libera parte do seu gás carbônico e não consegue mais manter todo o calcário dissolvido, que sai na forma de calcita. (b) Uma estalagmite cresce a partir de gotas que respingam no chão e se espalham; não há gota pendurada na sua ponta para construir um tubo. (c) $30\,\mathrm{cm} = 300\,\mathrm{mm}$; $300 \div 0.1 = 3000 = 3 \times 10^3$ anos.

Exercício 31.10 ★★

O planalto do Tibete subiu cerca de $4600\,\mathrm{m}$ em cerca de 10 milhões de anos. (a) Calcule o soerguimento médio em metros por ano, em notação científica, e depois em milímetros por ano. (b) Suponha que a erosão retire $0.2\,\mathrm{mm}$ por ano do planalto (um número inventado). Quanto o planalto sobe a cada ano? (c) Uma falésia de giz recua cerca de $1\,\mathrm{m}$ por ano. Quantas vezes isso é mais rápido do que o soerguimento de (a)? (d) Por que um soerguimento lento ainda pode construir um planalto alto?

Solução

Solução de Exercício 31.10.

(a) $4600 \div 10^7 = 4.6 \times 10^{-4}$ m por ano, ou $0.46\,\mathrm{mm}$ por ano. (b) $0.46 - 0.2 = 0.26\,\mathrm{mm}$ por ano. (c) $1\,\mathrm{m} = 1000\,\mathrm{mm}$; $1000 \div 0.46 \approx 2200$, cerca de duas mil vezes mais rápido. (d) Ele é mantido por milhões de anos: $0.26\,\mathrm{mm} \times 10^7 = 2.6 \times 10^6$ mm, cerca de $2.6\,\mathrm{km}$.

Exercício 31.11 ★★★

Leia cada paisagem com o método do capítulo (forma, agente e processo, material). (a) Numa região seca, longas fileiras de morros de areia, cada um com a forma de um crescente, com um lado íngreme voltado para o sudeste. (b) Ao pé de uma falésia branca, uma laje de rocha plana coberta de algas aparece na maré baixa. (c) Num planalto largo de rocha clara, um riacho atravessa um campo e some num buraco; uma nascente jorra da encosta de um vale a $2\,\mathrm{km}$ dali.

Solução

Solução de Exercício 31.11.

(a) Forma: dunas em crescente com a face de avalanche no lado sudeste. Agente e processo: o vento, soprando do noroeste, deposição. Material: areia solta. (b) Forma: uma falésia acima de uma laje plana descoberta na maré baixa. Agente e processo: o mar, erosão; a laje é uma plataforma de abrasão deixada pela falésia que recua. Material: rocha branca, provavelmente giz, uma rocha mole. (c) Forma: um riacho que some num buraco, uma nascente longe dali. Agente e processo: água que dissolve a rocha e corre embaixo da terra. Material: calcário; o planalto é um carste.

Exercício 31.12 ★★★

Num campo de dunas, as pequenas dunas da borda a barlavento avançam até $6\,\mathrm{m}$ por ano; um pouco mais adiante, as dunas, com 6 a $10\,\mathrm{m}$ de altura, avançam cerca de $3\,\mathrm{m}$ por ano. Uma trilha atravessa o campo $45\,\mathrm{m}$ a sotavento de uma duna de cada tipo. (a) Depois de quantos anos cada duna chega à trilha? (b) Dunas empurradas por ventos fortes podem percorrer mais de $100\,\mathrm{m}$ em um ano. Quanto tempo uma duna assim levaria para cobrir a mesma distância? (c) Cite uma maneira de frear as dunas, e explique como ela funciona.

Solução

Solução de Exercício 31.12.

(a) A duna pequena: $45 \div 6 = 7.5$ anos; a maior: $45 \div 3 = 15$ anos. (b) $45 \div 100 = 0.45$ de um ano, cerca de cinco ou seis meses. (c) Por exemplo, plantar capim nas dunas: as suas raízes seguram a areia, e o vento não consegue mais levá-la.

31.7 Problema: A falésia e a estrada costeira

Problema 31.1

Problema de fim de semana — uma estrada costeira passa atrás de uma falésia de giz que recua; a resposta final é o ano em que a borda da falésia chegaria à estrada no ritmo medido

Uma estrada costeira passa pelo alto de falésias de giz. A cada poucos anos, uma equipe de levantamento mede a distância da estrada até a borda da falésia ao longo da mesma linha, a partir de marcos fixos colocados bem recuados da borda, nunca na própria borda. Aqui estão as suas medidas.

ano	2004	2008	2012	2014	2016	2020	2024
distância da estrada à borda (m)	46.0	43.1	41.0	36.2	35.5	33.0	30.4

Parte I — As medidas.

1. Quantos metros a borda da falésia se aproximou da estrada entre 2004 e 2024?
2. Calcule o ritmo médio de recuo ao longo desses 20 anos, em metros por ano.
3. Entre quais dois levantamentos a borda recuou mais depressa? Calcule o ritmo nesse intervalo.
4. Quantas vezes ele é mais rápido que a média? Sugira o que aconteceu durante esse intervalo.

Parte II — O ritmo.

5. Escreva o ritmo médio em centímetros por ano e depois em metros por século.
6. Numa costa de giz real, as falésias recuam até cerca de um metro por ano. O recuo desta falésia tem o mesmo tamanho?
7. Um farol numa costa assim foi um dia deslocado $17\,\mathrm{m}$ para trás da borda. No ritmo médio desta falésia, quantos anos de recuo $17\,\mathrm{m}$ representam?
8. Por que o ritmo medido ao longo de 20 anos é um guia melhor para o futuro do que o ritmo medido ao longo de dois anos?

Parte III — A estrada.

9. A estrada deve ser deslocada antes que a borda chegue a menos de $10\,\mathrm{m}$ dela. Em que ano, no ritmo médio, isso vai acontecer?
10. Se invernos com mais tempestades dobrassem o ritmo, em que ano a borda chegaria à estrada?
11. Por que a equipe de levantamento faz as suas medidas a partir de marcos colocados bem recuados da borda?
12. No ritmo médio, em que ano a borda da falésia chegaria à estrada?

Solução

Solução de Problema 31.1.

1. $46.0 - 30.4 = 15.6\,\mathrm{m}$.

2. $15.6 \div 20 = 0.78\,\mathrm{m}$ por ano.

3. Entre 2012 e 2014: $41.0 - 36.2 = 4.8\,\mathrm{m}$ em dois anos, ou $4.8 \div 2 = 2.4\,\mathrm{m}$ por ano.

4. $2.4 \div 0.78 \approx 3$ vezes mais rápido. Provavelmente um inverno de tempestades, durante o qual grandes partes em balanço desabaram.

5. $78\,\mathrm{cm}$ por ano; $0.78 \times 100 = 78\,\mathrm{m}$ por século.

6. Sim: $0.78\,\mathrm{m}$ por ano é um pouco menos que um metro por ano.

7. $17 \div 0.78 \approx 22$ anos.

8. A falésia recua aos saltos: um intervalo de dois anos pode conter um grande desmoronamento, ou nenhum. Ao longo de 20 anos, os saltos e os anos calmos se compensam.

9. A borda ainda tem $30.4 - 10 = 20.4\,\mathrm{m}$ a percorrer: $20.4 \div 0.78 \approx 26$ anos, ou seja, em 2050.

10. $2 \times 0.78 = 1.56\,\mathrm{m}$ por ano; $30.4 \div 1.56 \approx 19.5$ anos depois de 2024, ou seja, em 2043.

11. A borda de uma falésia pode ceder a qualquer momento; ficar em cima dela, ou perto dela, é perigoso.

12. $30.4 \div 0.78 \approx 39$ anos depois de 2024: em 2063.