Falhas sísmicas localizadas nas profundezas da Terra podem se reconectar após distúrbios sísmicos, de acordo com uma nova pesquisa da Universidade da Califórnia, Davis. O estudo foi publicado em 19 de novembro progresso científico e apoiado por uma subvenção da National Science Foundation, introduz um novo factor que poderá remodelar a forma como os cientistas interpretam o comportamento das falhas associadas a grandes terramotos.
“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 levou a reavaliar o comportamento da reologia da falha e se estávamos perdendo algo muito importante.”
Eventos de escorregamento lento e transferência de estresse
Thomas, colega da UC Davis, professor James Watkins, e sua equipe estudaram eventos de deslizamento lento (SSEs), que são semelhantes a terremotos extremamente lentos.
Terremotos periódicos ocorrem quando a pressão acumulada ao longo de centenas ou milhares de anos de fricção entre as placas da crosta terrestre é repentinamente liberada, criando tremores poderosos que duram apenas alguns segundos.
Thomas disse que por volta de 2002, os pesquisadores descobriram um tipo diferente de atividade sísmica. Em eventos de deslizamento lento, as tensões acumuladas ao longo de meses ou anos são aliviadas por alguns centímetros de movimento que ocorrem gradualmente ao longo de dias, semanas ou meses.
Deslizamento repetido na zona de subducção Cascadia
Para compreender melhor estes eventos 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. Os eventos de deslizamento lento aqui se comportam de maneira diferente dos terremotos típicos. O mesmo segmento de falha pode escorregar novamente dentro de horas ou dias, indicando que a falha recuperou parcialmente a sua força e que as tensões estão retornando rapidamente.
Thomas salienta que mesmo pequenas forças de maré podem revelar a rapidez com que a pressão se reconstrói. A atração gravitacional do Sol e da Lua afeta a crosta terrestre da mesma forma que afeta as marés oceânicas. Além disso, as mudanças no peso da água do mar podem exercer pressão sobre as rochas subjacentes.
A questão restante é como a falha pode ser recuperada tão rapidamente.
Experimentos de alta pressão mostram cura rápida
Watkins é um geoquímico especializado em estudar como os minerais se comportam sob altas temperaturas e pressões, utilizando equipamentos de laboratório que podem simular condições nas profundezas da crosta terrestre ou sob vulcões.
Para recriar as consequências de um evento de deslizamento lento, Watkins e Thomas colocaram pó de quartzo num cilindro de prata, selaram-no e submeteram-no a uma pressão de 1 gigapascal (10.000 vezes a pressão atmosférica) a 500 graus Celsius.
“Estamos simulando o que acontece após um evento de deslizamento lento”, disse Watkins. “Vamos cozinhar e ver.”
Os pesquisadores mediram a velocidade das ondas sonoras que viajavam através do quartzo tratado, depois abriram o cilindro e examinaram a amostra usando um microscópio eletrônico.
Eles descobriram que as partículas minerais foram soldadas novamente durante o processo de compressão.
“É como uma cola para defeitos de fixação rápida”, disse Thomas. “É muito rápido e você obtém uma recuperação significativa da força.”
A coesão pode desempenhar um papel maior do que o esperado
A capacidade das falhas recuperarem força, conhecida como coesão, também pode ser importante em outros ambientes tectônicos, incluindo sistemas rasos e regiões que geram grandes terremotos.
“A maioria dos modelos ignora a coesão”, 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 suas pesquisas sobre coesão de falhas sísmicas.
“Ele liga eventos de microescala a grandes terremotos na escala de centenas de quilômetros”, disse Watkins.
Outros colaboradores do estudo incluem Nicholas Beeler, do US Geological Survey; Melodie French, Universidade Rice; Whitney Behr, da ETH Zurique, Suíça, e Mark Reed, da Universidade de Oregon.
