Falhas sísmicas nas profundezas do planeta podem se reconectar após perturbações sísmicas, de acordo com uma nova pesquisa da Universidade da Califórnia, Davis. O estudo, publicado em 19 de novembro A ciência avança e apoiado por uma doação da National Science Foundation, introduz um novo fator que pode remodelar a forma como os cientistas interpretam o comportamento das falhas associadas a grandes terremotos.
“Descobrimos que falhas profundas podem curar-se em poucas horas”, disse Amanda Thomas, professora de ciências da Terra e planetárias na UC Davis e autora correspondente do artigo. “Isso nos leva a reavaliar o comportamento reológico incorreto e se negligenciamos algo muito importante.”
Eventos de escorregamento lento e mudança de estresse
Thomas, colega da UC Davis, professor James Watkins, e sua equipe investigaram eventos de escorregamento lento, ou SSEs, que são semelhantes a terremotos extremamente lentos.
Terremotos regulares ocorrem quando as placas tectônicas se juntam repentinamente e liberam tensões acumuladas ao longo de séculos ou milênios, causando tremores intensos que duram apenas alguns segundos.
Por volta de 2002, disse Thomas, os pesquisadores identificaram um tipo diferente de atividade sísmica. Num evento de deslizamento lento, as tensões acumuladas ao longo de meses ou anos são aliviadas por movimentos de alguns centímetros que ocorrem lentamente ao longo de dias, semanas ou meses.
Repetindo deslizamento na zona de subducção Cascadia
Para compreender melhor estes fenómenos profundos, a equipa examinou dados sísmicos da zona de subducção de Cascadia, no noroeste do Pacífico, onde a placa Juan de Fuca está a deslizar por baixo da placa norte-americana. Aqui, os eventos de deslizamento lento não se comportam como terremotos normais. O mesmo segmento de falha pode escorregar novamente dentro de horas ou dias, indicando que a falha recuperou parcialmente a força e que a tensão retornou muito rapidamente.
Thomas observa que mesmo pequenas forças de maré revelam a rapidez com que a pressão pode reconstruir-se. A atração gravitacional do Sol e da Lua afeta a crosta terrestre da mesma forma que afeta as marés oceânicas. Além disso, a mudança de peso da água do mar também exerce pressão sobre as rochas subjacentes.
A questão restante é como a falha pode ser recuperada tão rapidamente.
Testes de alta pressão revelam cura mais rápida
Watkins, geoquímico especializado no comportamento de minerais em altas temperaturas e pressões, utilizou equipamentos de laboratório capazes de simular condições encontradas nas profundezas da crosta ou abaixo de vulcões.
Para recriar as consequências de um evento de deslizamento lento, Watkins e Thomas colocaram quartzo em pó em um cilindro de prata, selaram-no e colocaram-no sob 1 gigapascal de pressão (10.000 vezes a pressão atmosférica) a 500 graus Celsius.
“Estamos simulando o que acontece após um evento de deslizamento lento”, disse Watkins. “Nós cozinhamos e assistimos.”
Os pesquisadores mediram a velocidade das ondas sonoras que viajavam através do quartzo tratado, depois abriram os cilindros e examinaram as amostras usando microscopia eletrônica.
Eles descobriram que os grãos minerais se fundiam durante a compressão.
“É como uma cola para falhas de fixação rápida”, disse Thomas. “É muito rápido e você pode obter uma recuperação de energia significativa.”
A solidariedade pode desempenhar um papel maior do que o esperado
A capacidade destas falhas de recuperar energia, conhecida como coesão, também pode ser significativa em outros ambientes tectônicos, incluindo sistemas rasos e regiões propensas a grandes terremotos.
“A coerência é negligenciada na maioria dos modelos”, disse Thomas. “Sob certas condições, a coesão pode ser mais importante do que pensamos.”
Thomas e Watkins receberam recentemente uma nova bolsa da National Science Foundation para expandir sua investigação sobre a coordenação entre falhas sísmicas.
“Ele liga eventos em escala microscópica a grandes terremotos em uma escala de centenas de quilômetros”, disse Watkins.
Contribuintes adicionais para o estudo incluem Nicholas Biller, US Geological Survey; Melody French, Universidade Rice; Whitney Behr, ETH Zurique, Suíça e Mark Reed, Universidade de Oregon.
