Nas profundezas do Pacífico oriental, cerca de 1.600 quilômetros a oeste do Equador, uma falha no fundo do mar vem produzindo terremotos de magnitude 6 com intensa regularidade há pelo menos 30 anos. Os terremotos ocorrem a cada cinco ou seis anos, rompem repetidamente a mesma parte da falha e atingem aproximadamente a mesma magnitude.
Tal consistência é extremamente rara na ciência dos terremotos, e os pesquisadores há muito lutam para explicar como o padrão pode funcionar de forma tão confiável.
Agora, os cientistas dizem que finalmente identificaram a causa. Um novo estudo publicado na revista ciência revela que zonas especiais dentro da própria falha atuam como sistemas de frenagem naturais que evitam que terremotos repetidos se tornem maiores.
“Sabemos que estas barreiras existem há muito tempo, mas a questão sempre foi: de que são feitas e por que impedem os terremotos de forma tão confiável, ciclo após ciclo?” disse o sismólogo Jianhua Gong, principal autor do estudo e professor assistente de Ciências da Terra e Atmosféricas na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Indiana, Bloomington.
Gong trabalhou com pesquisadores da Woods Hole Oceanographic Institution, Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego, US Geological Survey, Boston College, University of Delaware, Western Washington University, University of New Hampshire e McGill University. Juntos, eles se concentraram na falha transformada de Gopher, localizada ao longo da elevação do Pacífico Leste, na costa oeste do Equador, em uma tentativa de resolver um mistério de décadas em torno desses terremotos subaquáticos recorrentes.
A falha de Gopher e seus repetidos terremotos
A falha de Gopher é uma fratura subaquática profunda onde as placas tectônicas do Pacífico e de Nazca deslizam uma sobre a outra a cerca de 140 milímetros por ano, mais rápido que unhas. Falhas transformantes são áreas onde as placas tectônicas se movem horizontalmente lado a lado, e o Gopher se tornou um dos exemplos mais bem estudados do fundo do oceano.
O que torna esta falha particularmente incomum é que seus terremotos maiores tendem a começar e parar aproximadamente no mesmo lugar. Em áreas onde ocorrem grandes terremotos, existem trechos silenciosos de falhas que absorvem tensões sem causar grandes rupturas. Os cientistas referem-se a estes campos como “barreiras”, mas até agora o seu papel exacto não era claro.
Para a investigação, os investigadores utilizaram dados recolhidos durante duas grandes pesquisas do fundo do mar, uma realizada em 2008 e outra entre 2019 e 2022. Durante esta missão, os cientistas implantaram sismógrafos submarinos, instrumentos concebidos para detectar terramotos directamente no fundo do oceano, ao longo de dois segmentos da falha de Gopher.
Os instrumentos capturaram milhares de pequenos terremotos ocorridos antes e depois de dois eventos de grande magnitude 6. Isto deu aos pesquisadores uma visão excepcionalmente detalhada de como a falha se comportou, durante e após a grande ruptura.
“Zonas de Barreira” Escondidas no Mar Profundo
A equipe descobriu um padrão notavelmente semelhante em ambas as regiões de barreira. Nos dias e semanas anteriores a um grande terremoto, as zonas de barreira sofrem explosões de pequena atividade sísmica. Imediatamente após um terremoto maior, essas mesmas áreas ficam quase completamente silenciosas.
Como este comportamento apareceu em dois segmentos de falhas separados estudados com 12 anos de intervalo, os investigadores concluíram que o mesmo mecanismo físico foi responsável em ambos os casos.
Segundo o estudo, os obstáculos não são partes passivas da rocha. Em vez disso, são áreas altamente complexas onde a falha se divide em múltiplas vertentes. Pequenos deslocamentos laterais entre esses fios, variando de 100 a 400 m, criam aberturas localizadas dentro da estrutura da falha, como pequenas lacunas dentro de uma fissura.
Os pesquisadores também encontraram evidências de que a água do mar penetra profundamente nessas zonas fraturadas. Juntos, a geometria incomum e os fluidos aprisionados criam as condições para um processo chamado “fortalecimento da difusão”.
Como funcionam as “quebras” naturais do terremoto
Durante um grande terremoto, o movimento repentino ao longo da falha faz com que a pressão dentro da rocha cheia de fluido caia rapidamente. À medida que isso acontece, a rocha porosa fica temporariamente bloqueada, retardando ou interrompendo a rachadura antes que ela se espalhe e cresça.
Na verdade, as zonas de barreira agem como freios embutidos dentro das falhas.
“Essas barreiras não são apenas características passivas da paisagem”, explicou Gong. “Eles são partes ativas e dinâmicas de sistemas de falhas, e a compreensão de como funcionam muda a forma como pensamos sobre os limites de sismicidade nessas falhas.”
A falha de Gopher está longe de zonas costeiras densamente povoadas, por isso os próprios terremotos representam pouca ameaça direta aos humanos. No entanto, as descobertas podem ter implicações mais amplas para a ciência dos terremotos em todo o mundo.
Implicações para a previsão de terremotos
Falhas de transformação semelhantes a Gopher são encontradas em todos os oceanos da Terra. Os cientistas há muito observam que os sismos subaquáticos ao longo destas falhas são muitas vezes menores do que as condições geológicas permitiriam, embora alguns processos naturais limitem o seu tamanho máximo.
Novas pesquisas sugerem que zonas de barreira semelhantes a esquilos podem ser comuns no fundo do oceano. Se assim for, poderão actuar como um elaborado sistema de travões sísmicos naturais que impedem que algumas fracturas se transformem em eventos maiores.
Os investigadores dizem que a descoberta pode melhorar os modelos sísmicos utilizados para estimar os riscos de sismos ao longo de falhas subaquáticas em todo o mundo, incluindo em áreas próximas de grandes populações costeiras.
A pesquisa foi financiada pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA e pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá.
