Grandes cheias do rio Nilo durante climas mais quentes e húmidos

Ela revela que climas mais úmidos levaram a inundações muito fortes e fracas e a um sistema fluvial altamente instável, o que pode ter tornado o vale do Nilo inabitável. Embora intensificada, a variabilidade das inundações foi ritmada por força climática semelhante à de hoje, operando em escalas de tempo anuais — como El Niño — a multidecadais. Isso sugere que a ocorrência de tais eventos extremos pode ser previsível, ajudando a reduzir os riscos para as populações locais.

Contexto: Cheias do Rio Nilo e mudanças climáticas

As enchentes icônicas do Rio Nilo são frequentemente associadas ao desenvolvimento da irrigação e da agricultura no Egito faraônico. Hoje, as chuvas sazonais e as enchentes continuam cruciais para sustentar grandes populações no Vale do Nilo, do Equador à costa do Mediterrâneo.

Os modelos climáticos preveem um grande aumento na precipitação de monções nesta região devido ao aquecimento global para todos os cenários climáticos. Episódios recentes de secas e inundações na Etiópia, Sudão e Egito levantaram preocupações sobre um aumento na variabilidade da precipitação, levando a tais riscos geológicos. Sendo uma das áreas mais densamente povoadas da Terra, é fundamental projetar ferramentas de previsão confiáveis ​​e planejar infraestrutura adequada com base em conhecimento informado e compreensão do processo de mudanças na precipitação e inundações.

Para lidar com essas questões, é importante entender como grandes sistemas fluviais responderão ao aumento das chuvas. Insights podem ser obtidos estudando intervalos de tempo passados ​​que eram conhecidos por serem mais úmidos e quentes do que o presente. Um exemplo bem conhecido é o Período Úmido do Norte da África durante o Holoceno Inferior, cerca de 11 a 6 mil anos atrás, caracterizado por um grande aumento nas chuvas no nordeste da África.

Núcleo de sedimento único fornece informações anuais sobre as antigas enchentes do Rio Nilo

Para acessar esses tempos antigos, Cécile Blanchet e colegas do Centro Alemão de Pesquisa em Geociências GFZ, juntamente com Arne Ramisch (Universidade de Innsbruck) e Monica Ionita (Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Pesquisa Polar e Marinha, AWI) analisaram um núcleo de sedimento exclusivo coletado na foz do Nilo que registrou inundações passadas. Essas inundações sazonais trouxeram quantidades variáveis ​​de material particulado fluvial para o mar, que foram preservadas como laminações finas. O núcleo foi retirado em 2008 e datado do Período Úmido do Norte da África.

“Relíquias de tais tempos geológicos fornecem aos pesquisadores um laboratório natural para testar e melhorar as previsões de modelos climáticos”, explica Cécile Blanchet. “Esse tipo de sedimento em camadas é frequentemente encontrado em lagos, e o GFZ é conhecido internacionalmente por ter a expertise técnica e científica para analisá-los. Este é único porque são sedimentos marinhos registrando inundações passadas do Nilo em uma resolução anual. Então, decidi vir para o GFZ e começar a explorar esse lindo registro.”

Análise de núcleo de sedimento

A análise dos núcleos compreendeu olhar as camadas, contá-las e medi-las sob o microscópio — parte do que também foi feito em casa durante os bloqueios da Covid. A cronologia foi restringida usando uma combinação de contagem anual de camadas e datação por radiocarbono de plâncton fóssil enterrado nas camadas.

Blanchet percebeu rapidamente que a espessura das camadas de inundação variava drasticamente em intervalos de tempo de 30 a 40 anos, de muito pequena (0,3 mm) a muito espessa (10 mm).

“Pode não parecer muito, mas vários milímetros depositados no mar é enorme”, diz Blanchet. “No entanto, sabemos que grandes rios são sistemas complicados, que podem reter ou liberar sedimentos independentemente da descarga, ou seja, da quantidade de água no rio. Então, nem sempre é possível relacionar o volume de sedimentos transportados, expresso em nosso registro como a espessura das camadas, ao tamanho da enchente. Mas notamos também que o tamanho das partículas aumentou em camadas mais espessas, o que significa que a espessura das camadas é um indicador confiável da força de enchentes passadas.”

A partir de suas observações, Blanchet concluiu que o Período Úmido do Norte da África foi caracterizado pela ocorrência de inundações do Nilo extremamente fortes e variáveis. Especialmente entre 9.200 e 8.600 anos atrás, o domínio de espessas camadas de inundação descreve um período de forte atividade erosiva e a deposição de grandes quantidades de material particulado offshore, cerca de duas a três vezes mais do que nos últimos anos.

Influência da oscilação climática El Niño

Unir forças com estatísticos e modeladores no GFZ e no AWI permitiu que a equipe não apenas determinasse os efeitos, mas também os condutores da variabilidade de inundações. Usando a modelagem de mudanças passadas no nível do mar feitas no GFZ, os pesquisadores puderam excluir que qualquer um desses efeitos foi causado por mudanças no nível do mar em vez da atividade fluvial do Nilo.

A análise dos dados com métodos estatísticos revelou várias oscilações características: em uma escala de tempo mais curta com periodicidades de 2 a 7 anos, e em uma escala de tempo mais longa de várias décadas. Isso sugere que as enchentes foram moduladas pela Oscilação Sul El Niño (ENSO) em escalas de tempo multianuais e um driver ainda não identificado em escalas de tempo multidecadais.

“O ENSO se origina na região do Pacífico e é transmitido para outras partes do mundo por teleconexões atmosféricas”, disse a coautora Monica Ionita do AWI. “Foi fascinante ver que conseguimos encontrar essa variabilidade tanto no modelo quanto nos dados.”

Comparação com dados de inundação do Nilômetro dos últimos 2000 anos

Os pesquisadores compararam seus dados de registros de inundações do período entre 9.470 e 7.940 anos antes do presente, com dados dos antigos egípcios, registrados entre 622 e 1922 EC, especialmente no que diz respeito às oscilações:

“O fato de os antigos egípcios medirem o nível do Rio Nilo em edifícios especiais chamados ‘Nilômetros’ — veja a figura 2 — ano após ano é realmente fascinante e eles nos ofereceram um registro único de inundações passadas do Nilo nos últimos 2.000 anos”, disse o coautor Arne Ramisch, anteriormente no GFZ e agora na Universidade de Innsbruck. “A resolução e o comprimento de ambos os registros sendo semelhantes, pudemos aplicar ferramentas estatísticas semelhantes e derivar as principais variabilidades temporais. Isso nos mostrou que os drivers permanecem bastante semelhantes, embora as condições climáticas fossem diferentes.”

Esta comparação mostra que fatores climáticos semelhantes podem ter efeitos muito diferentes, a saber, uma amplitude muito maior de magnitude de inundação em climas mais úmidos e quentes. Esta é uma das principais descobertas do estudo. E tem implicações importantes para a construção de ferramentas confiáveis ​​para prever e reduzir riscos de inundação.

“Estou certa de que nossas descobertas terão aplicações diretas e já estamos trabalhando para fornecer restrições sobre a magnitude das inundações com base no registro que temos. Isso não é trivial, mas com a ajuda de modeladores e geomorfólogos, estou confiante de que enfrentaremos esse novo desafio”, conclui Cécile Blanchet.

Financiamento:O trabalho de Cécile Blanchet foi apoiado pela bolsa de reintegração “Inundações anuais do Nilo durante o período úmido africano” do GFZ Potsdam.