Os cientistas capturaram, pela primeira vez, claramente uma zona de subducção em ação. Estas regiões são formadas onde uma placa tectônica afunda sob outra e são responsáveis por alguns dos eventos geológicos mais poderosos da Terra. Novas descobertas, publicadas A ciência avançaoferecem uma rara visão de como esses sistemas massivos evoluem e levantam novas questões sobre o risco de terremotos no noroeste do Pacífico.
As zonas de subducção moldam o planeta de maneiras dramáticas. Eles movem os continentes, causam grandes terremotos e erupções vulcânicas e arrastam a crosta antiga para o interior do manto terrestre. No entanto, apesar do seu imenso poder, eles não duram para sempre.
Por que as zonas de subducção eventualmente falham?
Se as zonas de subducção continuassem indefinidamente, os continentes acumular-se-iam, os oceanos desapareceriam e grande parte da história geológica da Terra seria apagada. Os cientistas há muito se perguntam o que causa o desligamento desses sistemas.
“Iniciar uma zona de subducção é como tentar empurrar um trem colina acima – é preciso um esforço enorme”, disse Brandon Shuck, professor assistente 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.” Shak conduziu a pesquisa enquanto era pesquisador de pós-doutorado no Lamont-Doherty Earth Observatory, que faz parte da Columbia Climate School.
Cascadia revela uma fenda na placa tectônica
A resposta parece estar na costa da Ilha de Vancouver, na região de Cascadia. Aqui, as placas Juan de Fuca e Explorer deslizam lentamente sob a placa norte-americana. Usando técnicas avançadas de imagem e dados sísmicos, os cientistas veem agora esta zona de subducção começando a se separar.
A equipe contou com imagens de reflexão sísmica, que funcionam como um ultrassom do interior da Terra, combinadas com registros detalhados de terremotos. Juntas, essas ferramentas revelam uma placa que não está apenas afundando, mas também se despedaçando ativamente.
Por dentro do experimento de imagem sísmica de 2021
Os dados vêm do Experimento de Imagem Sísmica Cascadia 2021 (CASIE21) conduzido a bordo do navio de pesquisa Marcus G. Langseth. Liderada pela cientista de Lamont, Suzanne Carbot, juntamente com a coautora Anne Bessell, a equipe enviou ondas sonoras para o fundo do mar e capturou seus ecos usando um sensor subaquático de 15 quilômetros de comprimento.
Este método produziu imagens altamente detalhadas de falhas e fraturas profundas no fundo do oceano. Estas imagens mostram claramente as partes da placa separadas.
“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.”
Carbot observou que os cientistas sabem há muito tempo que a subducção pode diminuir ou parar quando a parte mais leve de uma placa atinge um limite. “Mas não tínhamos uma imagem tão clara do processo antes”, diz ele. “Estas novas descobertas ajudam-nos a compreender melhor o ciclo de vida das placas tectónicas que moldam a Terra”.
Falhas enormes e lacunas silenciosas
Os investigadores identificaram vários grandes rasgos cortando a placa Juan de Fuca, incluindo uma grande falha onde a placa caiu cerca de cinco quilómetros. “Há uma falha muito grande que está quebrando ativamente a placa (de subducção)”, explicou Shaq. “Ainda não está 100% rasgado, mas está perto.”
Os dados do terremoto apoiam esta imagem. Ao longo da extensão de 75 quilómetros, algumas regiões ainda produzem terramotos, enquanto outras estão invulgarmente calmas. “Quando um pedaço se quebra completamente, ele não produz mais terremotos porque as rochas não ficam mais grudadas”, disse ele. Essas lacunas silenciosas indicam que partes da placa já se separaram e a ruptura está aumentando lentamente.
Uma análise lenta, peça por peça
Estudos mostram que as zonas de subducção não falham de uma só vez. Em vez disso, eles terminam através de um processo conhecido como rescisão “episódica” ou “por partes”. A placa se quebra em etapas, com diferentes seções se quebrando com o tempo.
À medida que as peças menores se desprendem, a placa maior perde a força para baixo. Ao longo de milhões de anos, esta perda gradual de impulso pode desligar todo o sistema de subducção.
Pistas sobre o passado geológico da Terra
Esta separação passo a passo ajuda a explicar as características surpreendentes observadas noutros locais da Terra. Em algumas áreas, os cientistas encontraram fragmentos de antigas placas tectónicas e explosões de actividade vulcânica que não eram totalmente compreendidos antes.
Um exemplo está localizado na Baixa Califórnia, onde restos da antiga placa Farallon permanecem como microplacas fósseis. Durante anos, os investigadores suspeitaram que estes fragmentos estavam ligados à zona de subducção da morte, mas o mecanismo exacto permaneceu obscuro. As novas observações em Cascadia sugerem que estas placas antigas provavelmente se separaram ao mesmo ritmo.
O que isso significa para os terremotos em Cascadia
Os cientistas estão agora investigando como essas lágrimas recém-descobertas poderiam afetar futuros terremotos. Uma questão fundamental é se uma grande falha pode atravessar essas rupturas ou se as fraturas podem alterar a forma como a energia sísmica é dispersa.
Por enquanto, os resultados não alteram significativamente o risco geral na região de Cascadia. A região ainda é capaz de gerar terremotos e tsunamis muito grandes. No entanto, a incorporação destes novos detalhes nos modelos irá melhorar a forma como os investigadores compreendem e simulam os riscos de terramotos no noroeste do Pacífico.
O projeto CASIE21 é apoiado pela National Science Foundation sob os prêmios OCE 1827452 e OCE 2217465.
