Pela primeira vez, os cientistas testemunharam diretamente uma zona de subducção – o local onde uma placa tectónica afunda sob outra – no meio de uma ruptura. Resultados, publicados A ciência avançaFornece uma visão sem precedentes de como a superfície da Terra muda ao longo do tempo e acrescenta novos insights sobre o potencial para futuros terremotos no noroeste do Pacífico.
As zonas de subducção são as características mais poderosas e dinâmicas da Terra. Eles movem continentes ao redor do mundo, provocam terremotos massivos e erupções vulcânicas e reciclam a crosta do planeta profundamente no manto.
No entanto, estas zonas não são permanentes. Se nunca acabarem, os continentes continuarão a colidir e a fundir-se, apagando os oceanos e grande parte da história geológica do planeta. Durante décadas, os cientistas se perguntaram como esses sistemas massivos acabariam.
“Iniciar uma zona de subducção é como tentar empurrar um trem colina acima – é preciso muito esforço”, disse Brandon Shuck, geólogo da Louisiana State University e principal autor do estudo. “Mas uma vez que começa a andar, é como se o trem estivesse descendo, impossível de parar. Ele precisa de algo dramático para terminar – essencialmente, um acidente de trem.”
Capturando uma zona de subducção legalmente
Ao largo da costa da Ilha de Vancouver, na região de Cascadia, os cientistas viram agora o desenrolar do “desastre de comboio”. Aqui, as placas Juan de Fuca e Explorer estão deslizando lentamente sob a placa norte-americana, e novos dados mostram que o sistema está literalmente se despedaçando.
Os pesquisadores usaram imagens de reflexão sísmica – essencialmente um ultrassom do interior da Terra – combinadas com registros detalhados de terremotos para observar o processo. Os dados foram coletados durante o Experimento de Imagem Sísmica Cascadia 2021 (CASIE21), financiado pela National Science Foundation. Durante a expedição, ondas sonoras de um navio de pesquisa foram enviadas para o fundo do mar e os ecos de retorno foram capturados por uma linha de sensores subaquáticos de 15 quilômetros de extensão. As imagens resultantes revelaram fendas profundas onde a placa oceânica se está a afastar.
“Esta é a primeira vez que temos uma imagem clara de uma zona de subducção que foi capturada num evento de morte”, disse Shaq. “Em vez de fechar tudo de uma vez, a placa está se quebrando, criando microplacas menores e novos limites. Então, em vez de um grande acidente de trem, é como assistir a um trem descarrilar lentamente, um vagão de cada vez.”
Um prato se desfazendo pedaço por pedaço
A equipe encontrou numerosos rasgos percorrendo a placa oceânica, incluindo um grande deslocamento onde um segmento caiu cerca de cinco quilômetros. “Há uma falha muito grande que está quebrando ativamente a placa”, explicou Shaq. “Ainda não está 100% rasgado, mas está perto.”
Os dados sísmicos apoiam o que as imagens mostram. Ao longo do rasgo de 75 km, alguns segmentos permanecem sismicamente activos, enquanto outros ficam silenciosos. “Uma vez que um fragmento se rompe completamente, ele não produz mais terremotos porque as rochas não ficam mais grudadas”, explicou Shaq. A ausência de sismos em certas áreas indica que partes das placas já se separaram e que a lacuna está a aumentar lentamente ao longo do tempo.
O estudo revelou que as zonas de subducção não falham numa ruptura catastrófica, mas morrem periodicamente através de um processo conhecido como terminação “episódica” ou “por partes”. Em vez de rasgar o prato inteiro de uma vez, ele se quebra em pedaços menores. Os limites de transformação – falhas onde as placas se movem umas sobre as outras – agem como tesouras naturais, cortando pedaços nas placas.
Perde grandes pedaços de prato, perde velocidade. Como separar os vagões de um trem desgovernado, cada interrupção reduz a força descendente até que todo o processo de subducção cesse. Embora cada fase leve milhões de anos, estas fases sucessivas juntas marcam a morte de uma zona de subducção.
Pistas para os antigos mistérios tectônicos da Terra
Esta lenta separação ajuda a explicar características surpreendentes do passado da Terra, como fragmentos abandonados de antigas placas tectónicas e explosões de atividade vulcânica em locais inesperados. Um exemplo interessante está localizado na Baixa Califórnia, onde os cientistas conhecem há muito tempo a existência de microplacas fossilizadas – restos da outrora enorme placa Farallon. Durante anos, os investigadores suspeitaram que estes fragmentos eram evidências de zonas de subducção mortas, mas o mecanismo exacto não era claro. A região de Cascadia oferece agora uma visão direta de como esse processo ocorre: por ruptura gradual, e não por colapso repentino.
A separação de uma placa não apenas interrompe o movimento – ela remodela o planeta. À medida que cada fragmento se quebra, ele pode abrir “janelas de laje” onde o material quente do manto sobe à superfície, causando explosões de atividade vulcânica. Com o tempo, novas microplacas se formam, as antigas se afastam e os limites mudam novamente. “É um colapso progressivo, um episódio de cada vez”, disse Shaq. “E isso combina muito bem com o que vemos no registo geológico, onde as rochas vulcânicas ficam mais jovens ou mais velhas numa sequência que reflete esta ruptura gradual.”
Perigo de terremoto e pesquisas futuras
Olhando para o futuro, os cientistas estão a investigar se um grande terramoto poderá ocorrer numa destas fendas recém-formadas, ou se as fissuras poderão alterar a forma como a energia sísmica se move através da região. Embora esta descoberta melhore os modelos de como os sistemas de falhas complexos se comportam, ela não altera significativamente o risco de curto prazo para o noroeste do Pacífico.
Cascadia é capaz de produzir grandes terremotos e tsunamis. Compreender como estes travões recentemente identificados afectam futuras rupturas ajudará a refinar as avaliações de perigos e a aprofundar a nossa compreensão de como os motores geológicos mais poderosos da Terra acabam por parar.
