Pesquisadores da Universidade de Stanford criaram o primeiro mapa global de um tipo incomum de terremoto que ocorre nas profundezas do manto da Terra, e não na crosta. O manto fica entre a fina crosta externa do planeta e seu núcleo derretido. Ao mapear estes eventos raros, os cientistas podem compreender melhor como funcionam os terramotos do manto e o que podem revelar sobre como todos os terramotos começam.
Resultados, publicados em 5 de fevereiro ciênciaMostre que os terremotos do manto continental ocorrem em todo o mundo, mas tendem a se agrupar em certas regiões. Agrupamentos notáveis aparecem abaixo do Himalaia no Sul da Ásia e perto do Estreito de Bering, entre a Ásia e a América do Norte, ao sul do Círculo Polar Ártico. O estudo destas vibrações profundas pode fornecer novas pistas sobre os limites do manto crustal e o comportamento do manto superior, que produz magma vulcânico e ajuda a impulsionar o movimento das placas tectónicas.
“Até este estudo, não tínhamos uma visão global clara de quantos terremotos no manto continental estão realmente acontecendo e onde”, disse o principal autor do estudo, Shiki (Axel) Wang, ex-aluno de doutorado no laboratório de Simon Klemperer, professor de geofísica na Escola de Sustentabilidade de Stanford Dow. “Com este novo conjunto de dados, podemos começar a investigar as diferentes formas como estes raros terremotos do manto são iniciados.”
Embora esses terremotos ocorram muito abaixo da superfície para causar tremores ou danos significativos, eles fornecem informações valiosas sobre como ocorrem os terremotos. Compreender as suas origens pode melhorar o conhecimento dos terramotos mais comuns e superficiais que representam um perigo real.
“Embora saibamos que os terremotos normalmente ocorrem onde o estresse é expresso nas falhas geológicas, por que um determinado terremoto ocorre onde ocorre e os mecanismos subjacentes não são bem compreendidos”, acrescentou o autor sênior do estudo, Klemperer. “Os terremotos do manto oferecem uma nova maneira de explorar as origens dos terremotos e a estrutura interna da Terra, além dos simples terremotos da crosta terrestre.”
O que está acima e abaixo do Moho
A crosta terrestre é relativamente fria e frágil. Em contraste, o manto é uma espessa camada de rocha quente e densa que se comporta como um sólido de movimento lento e se estende por cerca de 2.900 quilômetros de profundidade, constituindo a maior parte do interior do planeta. A linha divisória entre a crosta e o manto é chamada de descontinuidade de Mohorovich ou “Moho”.
Durante anos, os cientistas questionaram se o manto, que é mais quente e mais flexível que a crosta, poderia produzir terremotos significativos. A maioria dos terremotos continentais origina-se cerca de 6 a 18 milhas abaixo da superfície, acima do Moho e dentro da crosta. As zonas de subducção são uma exceção. Nessas regiões, placas oceânicas pesadas deslizam sob placas continentais mais leves, às vezes criando terremotos com centenas de quilômetros de profundidade. No entanto, instrumentos sísmicos detectaram ocasionalmente fontes de terremotos abaixo dos continentes e longe de zonas de subducção, em alguns casos 50 milhas abaixo do Moho.
Ao longo da última década, evidências crescentes convenceram muitos investigadores de que os terramotos raros têm origem no manto, embora possam ocorrer cerca de 100 vezes menos frequentemente do que os sismos crustais. No entanto, os dados limitados dificultaram a sua confirmação.
Um avanço na detecção de ondas sísmicas
Para distinguir com segurança os terremotos do manto e os da crosta, Wang e Klemperer desenvolveram uma técnica que compara dois tipos de ondas sísmicas. Essas ondas viajam pela Terra após um terremoto, enviando vibrações por todo o planeta, semelhantes ao toque de um sino.
Um tipo, chamado ondas Sn ou “tampa”, viaja ao longo do topo do manto em uma região conhecida como tampa. A outra, conhecida como ondas LG, consiste em vibrações de alta frequência que se movem eficientemente através da crosta. Ao medir a relação entre estes dois tipos de ondas, os investigadores podem determinar se o terramoto começou na crosta ou no manto.
“Nossa abordagem é uma virada de jogo completa porque agora você pode realmente detectar um terremoto no manto com base na forma de onda sísmica”, disse Wang.
Mais de uma centena de terremotos profundos raros foram detectados
A equipe analisou dados de estações de monitoramento sísmico em todo o mundo e levou em consideração informações como a espessura da crosta terrestre. De um conjunto inicial de mais de 46.000 sismos, identificaram 459 sismos no manto continental que ocorreram desde 1990.
Os pesquisadores alertam que este número provavelmente subestima o número real. A expansão da rede sísmica, especialmente em áreas remotas a norte dos Himalaias, como o Planalto Tibetano, provavelmente revelará mais tremores no manto. Klemperer passou a maior parte de sua carreira estudando terremotos nesta região remota. Seu trabalho anterior sobre terremotos excepcionalmente profundos ajudou a inspirar Wang a prosseguir no assunto.
Com um catálogo crescente de terremotos do manto confirmados e uma forma confiável de detectá-los, a equipe planeja investigar o que desencadeia esses eventos raros. Alguns terremotos podem ocorrer como réplicas causadas por ondas sísmicas que viajam para fora do terremoto. Outros podem estar ligados à convecção movida pelo calor no manto, uma vez que recicla placas subduzidas da crosta terrestre.
Olhando para o futuro, os investigadores esperam que o estudo continuado possa lançar uma nova luz sobre o funcionamento interno do planeta.
“Os terremotos do manto continental podem fazer parte de um ciclo de terremotos inerentemente interconectado tanto da crosta quanto do manto superior”, disse Wang. “Queremos entender como essas camadas do nosso mundo funcionam como um sistema completo”.
Esta pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation.
