Nas profundezas da crosta terrestre, as fracturas causadas por terramotos lentos podem reparar-se numa questão de horas, de acordo com uma nova investigação publicada na Science Advances a 19 de Novembro. Este notável mecanismo de auto-reparação ocorre sob condições extremas de calor e pressão nas profundezas das placas tectónicas. O estudo fornece insights críticos sobre como as falhas se comportam e tem implicações para a compreensão tanto de eventos de deslizamento lento quanto do potencial para terremotos maiores e mais destrutivos.
Terremotos silenciosos e reparo rápido de fraturas
Os geólogos sabem há muito tempo sobre terremotos “silenciosos” – eventos de deslizamento lento em que o solo se deforma ao longo de semanas ou meses, em vez de se romper violentamente em segundos. Ao contrário dos terremotos típicos, estes não geram ondas sísmicas fortes, o que os torna menos perigosos imediatamente. No entanto, eles ocorrem nos mesmos sistemas de falhas principais que os grandes terremotos, levando os pesquisadores a questionar por que algumas áreas deslizam lentamente enquanto outras rompem repentinamente.
A chave, de acordo com a autora principal Amanda Thomas, da UC Davis, está nas condições físicas: comportamento friccional de falha e estresse efetivo. “O que determina se a falha desliza lenta ou repentinamente é o comportamento friccional da falha e a tensão efetiva sobre a falha.” Deslizamentos lentos acontecem nas profundezas, onde as temperaturas são altas e os fluidos são abundantes.
A zona de subducção de Cascadia: um laboratório natural
A pesquisa se concentrou na zona de subducção Cascadia, região onde a placa Juan de Fuca desliza sob a América do Norte. Esta “megafault” é capaz de produzir terremotos de magnitude 8-9, mas também experimenta eventos frequentes de deslizamento lento. Cascadia é único porque a sua extensa rede de monitorização permite aos cientistas estudar estes fenómenos em detalhe.
O estudo observou que certas áreas da falha Cascadia se rompem repetidamente e depois selam novamente dentro do mesmo ciclo de deslizamento lento. Esta rápida reativação sugere que a tensão aumenta rapidamente, mas também que o material da falha pode de alguma forma “curar” entre as quebras. A equipe de pesquisa procurou explicar esse comportamento intrigante.
Simulações de laboratório recriam condições profundas da Terra
Para investigar, os pesquisadores recriaram o ambiente extremo da zona de subducção em laboratório. Uma cápsula de prata foi carregada com quartzo em pó e água, depois submetida a temperaturas de 500°C e pressões 10.000 vezes superiores à pressão atmosférica. A microscopia eletrônica revelou que mesmo depois de algumas horas, os grãos de quartzo já haviam se fundido.
“A cura de falhas depende fortemente da temperatura, pressão e presença de fluidos”, explicou Thomas. As experiências provaram um fortalecimento mensurável em poucas horas nestas condições. Isto contrasta fortemente com as fracturas crustais mais superficiais, que levam anos ou décadas a cicatrizar.
Influência das marés e recarga rápida de estresse
O estudo também descobriu uma ligação entre o rápido processo de cura e as marés oceânicas. A falha Cascadia experimenta explosões de terremotos de baixa frequência que se alinham com os ciclos das marés. Isto sugere que as mudanças na pressão das marés podem desencadear novas rupturas poucas horas após a falha ter sido reparada.
Os resultados indicam que falhas profundas em Cascadia podem fortalecer-se com rapidez suficiente para serem repetidamente tensionadas e reativadas dentro de um único ciclo de deslizamento lento. Esse entendimento é crucial para modelar com precisão o comportamento de falhas e interpretar dados sísmicos.
Implicações para o risco de terremoto
A cura de falhas não se limita a zonas de subducção profunda; também ocorre, embora mais lentamente, em regiões mais rasas onde se originam grandes terremotos. Os pesquisadores argumentam que a inclusão de processos de reparo em futuros modelos de terremotos melhorará a avaliação de riscos. Compreender a rapidez com que as falhas podem se fortalecer poderia refinar as previsões sobre onde e quando ocorrerá o próximo grande terremoto.
“Nossos resultados sugerem que o mesmo processo básico pode operar em toda a crosta, mas os prazos mudam dependendo do ambiente.” -Amanda Thomas, Universidade da Califórnia Davis
