UAV-Based Thermal Remote Sensing in Desert Environments: Methodological Framework and Experimental Analysis of the Casma Valley Geoglyphs, Peru
Este estudo utiliza imagens térmicas baseadas em VANT de ultra-alta resolução para demonstrar que os geoglifos do deserto no Peru exibem uma detectabilidade térmica significativa durante períodos diurnos específicos, desafiando a suposição tradicional de que levantamentos noturnos são invariavelmente ideais e estabelecendo um arcabouço baseado em processos para interpretar assinaturas térmicas arqueológicas com base nas propriedades dos materiais e na dinâmica ambiental.
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Durante décadas, arqueólogos em busca de cidades perdidas ou estradas antigas em paisagens secas confiaram em uma regra prática simples: esperar o sol se pôr. A lógica é intuitiva. Durante o dia, o sol assa o solo, criando uma mistura caótica de pontos quentes e frios que podem esconder pistas sutis. À noite, a terra esfria, e materiais que foram enterrados ou construídos de forma diferente de seus arredores liberam o calor armazenado em velocidades distintas. Essa diferença cria um contraste térmico, um brilho ou sombra tênue na luz infravermelha que revela a forma do que jaz abaixo. Por anos, essa janela noturna foi considerada o único momento confiável para encontrar essas características ocultas usando câmeras de sensoriamento de calor.
No entanto, a tecnologia usada para capturar essas assinaturas térmicas mudou drasticamente. Sensores antigos eram frequentemente muito grosseiros para ver detalhes finos, especialmente quando o sol estava alto e o solo era um borrão de calor intenso. Hoje, pequenos drones equipados com câmeras térmicas altamente sensíveis podem voar baixo e capturar imagens com precisão de escala de centímetros. Esse salto tecnológico impulsionou uma reexaminação das velhas regras. Pesquisadores estão agora questionando se a dependência estrita de voos noturnos ainda é necessária, ou se as ferramentas modernas podem revelar segredos antigos mesmo sob o brilho intenso do meio-dia. A resposta importa não apenas para encontrar novos sítios, mas para entender como diferentes tipos de estruturas antigas interagem com seu ambiente ao longo de um único dia.
No árido Vale de Casma, no norte do Peru, uma equipe de pesquisadores colocou essa questão à prova. Eles focaram em uma paisagem pontilhada por geoglifos, desenhos massivos gravados no solo do deserto por povos antigos. Esses desenhos dividem-se em duas categorias principais: geoglifos positivos, que são construídos pelo acúmulo de pedras ou terra para criar formas elevadas, e geoglifos negativos, que são esculpidos pela remoção da camada superficial do solo para expor uma superfície de cor mais clara por baixo. A equipe escolheu este local porque o ambiente desértico, com sua vegetação escassa e variações extremas de temperatura, atua como um laboratório natural onde o comportamento térmico desses materiais pode ser observado sem a interferência de plantas ou umidade.
Os pesquisadores voaram um drone equipado com uma câmera térmica sobre a mesma área três vezes em um único dia: pouco antes do amanhecer, ao meio-dia e logo após o pôr do sol. Eles também capturaram imagens de luz visível padrão e dados multiespectrais para comparar como as características apareciam sob diferentes condições. O objetivo era rastrear como a visibilidade dessas linhas e formas antigas mudava conforme o sol se movia pelo céu e o solo aquecia e esfriava. Eles estavam particularmente interessados em ver se os dois tipos diferentes de geoglifos — aqueles construídos para cima e aqueles escavados para baixo — reagiriam de forma distinta ao ciclo diário de calor.
Os resultados desafiaram a crença de longa data de que levantamentos diurnos são inúteis para a arqueologia térmica. Contrariando as expectativas, os voos do meio-dia capturaram imagens claras de quase todas as características que a equipe procurava. Quando os pesquisadores processaram os dados do voo do meio-dia, as imagens térmicas revelaram as espirais de pedra elevadas e as formas retangulares escavadas com uma clareza que rivalizava com os tradicionais voos noturnos. Essa descoberta sugere que os sensores modernos de alta resolução são sensíveis o suficiente para detectar as sutis diferenças na forma como os materiais armazenam e liberam calor, mesmo quando o sol está em seu ponto mais forte. A antiga suposição de que o aquecimento solar sempre mascara os sinais arqueológicos parece ser uma limitação da tecnologia antiga, e não uma lei fundamental da física.
Contudo, o estudo também revelou que a hora do dia ainda importa, mas de uma forma mais matizada do que se pensava anteriormente. Os diferentes tipos de geoglifos não pareciam iguais em todas as horas. As espirais de pedra elevadas, por exemplo, eram muito claras antes do amanhecer e ao meio-dia, mas tornavam-se muito mais difíceis de ver após o pôr do sol. Isso ocorre porque as pedras, tendo absorvido calor durante o dia, esfriaram rapidamente assim que o sol se pôs, misturando-se temporariamente com o solo circundante. Em contraste, as formas escavadas, que expõem uma camada diferente de terra, permaneceram visíveis após o pôr do sol e antes do amanhecer, embora seu contraste tenha mudado. Esse comportamento distinto significa que um único horário de voo pode perder certas características dependendo de como elas foram construídas. Um levantamento conduzido apenas à noite poderia perder uma espiral de pedra, enquanto um levantamento feito apenas ao meio-dia poderia ter dificuldade em distinguir uma linha escavada de uma trilha moderna.
Os pesquisadores também testaram várias maneiras de processar os dados brutos para fazer com que as linhas ocultas se destacassem. Eles descobriram que simplesmente ajustar o brilho e o contraste das imagens ajudava, mas uma ferramenta mais poderosa era um método estatístico que buscava padrões na forma como os pixels vizinhos se relacionavam entre si. Ao analisar essas relações espaciais locais, a equipe conseguiu reforçar as formas coerentes dos geoglifos e filtrar o ruído aleatório. Essa abordagem provou ser especialmente eficaz para os voos noturnos, onde o contraste geral era menor, permitindo que as formas distintas dos desenhos antigos emergissem do fundo.
Em última análise, o estudo demonstra que não existe um único momento "perfeito" para voar um drone térmico para a arqueologia. Em vez disso, a melhor abordagem é voar em vários momentos do dia para capturar a gama completa dos comportamentos térmicos. O voo do meio-dia, outrora descartado por ser brilhante demais para ser útil, mostra-se agora como uma parte crítica do processo, capaz de revelar características que poderiam estar invisíveis em outros horários. A pesquisa fornece um novo arcabouço para a busca de patrimônio cultural em terras secas, afastando-se de regras rígidas sobre quando procurar e movendo-se em direção a uma estratégia mais flexível que leve em conta os materiais específicos e os métodos de construção dos sítios estudados. Ao compreender como essas estruturas antigas respiram com o dia e a noite, os pesquisadores podem agora mapeá-las com maior velocidade e precisão, garantindo que esses vestígios frágeis do passado não se percam nas areias movediças do tempo.
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