E8 Transporte de Sedimentos

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O transporte de sedimentos é o movimento de partículas sólidas — areia, cascalho, silte e argila — pela ação da água ou do vento, e é precisamente esse processo que molda a maior parte do relevo da Terra, tanto em escalas de tempo humanas quanto geológicas.

Em rios, os sedimentos se movem de duas maneiras distintas: como carga de fundo, formada por partículas que rolam ou saltam ao longo do leito do rio, e como carga suspensa, formada por partículas que a turbulência da correnteza mantém em suspensão na água. Em ambos os casos, o movimento dos sedimentos só começa quando a tensão de cisalhamento exercida pela correnteza sobre o leito excede uma tensão crítica, conhecida como tensão crítica de Shields, que depende tanto do tamanho quanto da densidade dos grãos que compõem o leito.

O critério de Shields afirma precisamente que esse movimento começa quando um número adimensional específico para cada grão excede um valor crítico de apenas quarenta e sete milésimos, para grãos não coesivos submersos em água.

O transporte de carga de fundo segue relações empíricas, como as de Meyer-Peter e Müller, segundo as quais o fluxo de sedimentos ao longo do fundo é proporcional ao excesso de tensão de cisalhamento que excede a tensão crítica de Shields descrita anteriormente.

A carga em suspensão, por outro lado, segue o perfil de Rouse: sua concentração diminui com a altura acima do fundo de acordo com uma lei de potência, e é precisamente o número de Rouse — a razão entre a velocidade de sedimentação do próprio grão e o produto da constante de von Kármán e a velocidade de atrito do fluxo — que determina a rapidez com que essa concentração diminui com a altura.

O transporte eólico de areia é, em muitos aspectos, análogo a esse transporte fluvial: a saltação é seu mecanismo dominante, com os grãos sendo lançados ao ar pelo impacto de outros grãos e descrevendo trajetórias balísticas antes de retornarem à terra. O limiar de mobilização em areia seca, do mesmo tipo descrito na discussão sobre erosão eólica, é atingido com ventos entre cinco e seis metros por segundo, medidos a um metro acima do solo.

As dunas são o padrão deposicional que essa areia mobilizada eventualmente forma, em escalas que variam de apenas um metro a mil metros de comprimento. A capacidade de transporte de todo esse sistema varia do cubo à quarta potência da velocidade de fricção do fluxo, o que significa que são precisamente os eventos extremos mais energéticos, embora infrequentes, que acabam dominando o balanço sedimentar de qualquer rio ou campo de dunas a longo prazo. Assim, desde as partículas sólidas com as quais este documento começa até os eventos extremos com os quais termina, passando pela tensão crítica de Shields, o perfil de Rouse e o limiar de mobilização eólica, o transporte de sedimentos significa que a paisagem que vemos hoje é, em essência, a marca acumulada de inúmeros grãos que um dia ultrapassaram seu próprio limiar de movimento.

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