Enorme reservatório de água submarina descoberto – poderia explicar misteriosos terremotos na Nova Zelândia

Um gerador de imagens sísmicas segue um navio de pesquisa durante um levantamento da zona de subducção de Hikurangi, na Nova Zelândia. Uma pesquisa realizada pelo Instituto de Geofísica da Universidade do Texas descobriu a presença de um enorme e antigo reservatório de água enterrado a quilômetros de profundidade no fundo do mar. Crédito: Instituto de Geofísica da Universidade do Texas/Adrian Arnulf

Um grande reservatório de água descoberto abaixo do fundo do oceano perto da Nova Zelândia pode fornecer informações sobre os mecanismos dos terremotos de deslizamento lento e da atividade tectônica.

Os investigadores descobriram o equivalente à água do mar presa em sedimentos e rochas num planalto vulcânico perdido que agora se encontra nas profundezas da crosta terrestre. Uma imagem sísmica 3D revelou que a água se encontra a três quilómetros abaixo do fundo do oceano, na costa da Nova Zelândia, onde é provável que amorteça uma grande falha sísmica que enfrenta a Ilha Norte do país.

Terremotos lentos e água

Sabe-se que as falhas produzem terremotos lentos, chamados de eventos de deslizamento lento. Eles podem liberar a pressão tectônica reprimida de forma inofensiva ao longo de dias e semanas. Os cientistas querem saber por que ocorrem com mais frequência em alguns defeitos do que em outros.

Acredita-se que muitos terremotos de deslizamento lento estejam associados a água enterrada. No entanto, até à data não há nenhuma evidência geológica direta que sugira a existência de um reservatório de água tão grande nesta fenda específica da Nova Zelândia.

O Planalto Hikurangi é o que resta de uma série de erupções vulcânicas épicas que começaram há 125 milhões de anos no Oceano Pacífico. Uma recente pesquisa sísmica (retângulo vermelho) liderada pelo Instituto de Geofísica da Universidade do Texas capturou imagens do planalto enquanto ele subduzia na zona de subducção de Hikurangi na Nova Zelândia (linha vermelha). Crédito: Andrew Gas

“Ainda não podemos ver a profundidade suficiente para saber exatamente qual é o impacto na falha, mas podemos ver que a quantidade de água que flui aqui é muito maior do que o normal”, disse o autor principal Andrew Ghez, que conduziu o estudo. Trabalhando como pós-doutorado no Instituto de Geofísica da Universidade do Texas (UTIG).

A pesquisa foi publicada recentemente na revista Avanço da ciência Baseia-se em expedições sísmicas e perfurações científicas oceânicas lideradas por pesquisadores da UTIG.

Busque uma compreensão mais profunda

Gase, agora pós-doutorado na Western Washington University, está pedindo uma perfuração mais profunda para descobrir onde a água vai, para que os pesquisadores possam determinar se ela afeta a pressão ao redor da falha – uma informação importante que pode levar a uma compreensão mais precisa. Ele disse sobre grandes terremotos.

Ativos do tanque de água

O local onde os investigadores encontraram a água faz parte de uma vasta província vulcânica formada quando uma nuvem de lava do tamanho dos EUA rompeu a superfície da Terra no Oceano Pacífico, há 125 milhões de anos. Este evento foi uma das maiores erupções vulcânicas conhecidas na Terra e durou vários milhões de anos.

Gaz usou varreduras sísmicas para construir uma imagem 3D do antigo planalto vulcânico, onde viu sedimentos espessos e em camadas ao redor de vulcões enterrados. Seus colaboradores da UTIG realizaram experimentos de laboratório em amostras de rocha vulcânica e descobriram que a água representava quase metade do seu volume.

Uma imagem sísmica do Planalto Hikurangi revela detalhes sobre o interior da Terra e em que ela consiste. A camada azul esverdeada abaixo da linha amarela mostra água enterrada nas rochas. Pesquisadores do Instituto de Geofísica da Universidade do Texas acreditam que a água pode amortecer os terremotos na zona de subducção próxima de Hikurangi. Crédito: Andrew Gas

“A crosta oceânica normal, quando atinge cerca de 7 ou 10 milhões de anos, deveria conter muito menos água”, disse ele. A crosta oceânica nas pesquisas sísmicas era 10 vezes mais antiga, mas permaneceu muito mais úmida.

Gaz especula que os mares rasos em que as erupções ocorreram erodiram alguns vulcões em rochas porosas e fraturadas que armazenam água como um aquífero durante o soterramento. Com o tempo, as rochas e seus fragmentos transformaram-se em lama, retendo mais água.

Implicações para a compreensão dos terremotos

Esta descoberta é importante porque os cientistas acreditam que a pressão das águas subterrâneas pode ser um elemento-chave na criação das condições que libertam a tensão tectónica através de terramotos de deslizamento lento. Isso geralmente ocorre quando sedimentos ricos em água ficam enterrados na falha, retendo a água no subsolo. No entanto, o Rift da Nova Zelândia contém poucos destes depósitos oceânicos típicos. Em vez disso, os investigadores acreditam que vulcões antigos e rochas metamórficas – agora argilosas – carregaram grandes quantidades de água quando a fenda os engoliu.

O diretor da UTIG, Demian Saffer, co-autor do estudo e co-cientista-chefe da missão científica de perfuração, disse que os resultados sugerem que outras falhas sísmicas em todo o mundo podem estar em situações semelhantes.

“É um exemplo muito claro da relação entre os fluidos e a forma como uma falha tectônica se move – incluindo o comportamento dos terremotos”, disse ele. “Isso é algo que levantamos a partir de experimentos de laboratório e previmos por algumas simulações de computador, mas há muito poucos experimentos de campo claros para testar isso na escala das placas tectônicas.”

Referência: “A inundação da crosta superior rica em vulcões fornece fluidos para impulso superficial e deslizamento lento” por Andrew C. Gás, Nathan L. Bangs, Demian M. Safar, Shushu Han, Peter K. MillerRebecca E. Bell, Ryota Arai, Stuart A. Henrys, Shuichi Kodaira, Richard Davey, Laura Fram e Daniel HN Parker, 16 de agosto de 2023, Avanço da ciência.
doi: 10.1126/sciadv.adh0150

A pesquisa foi financiada pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA e pelas agências de ciência e pesquisa da Nova Zelândia, Japão e Reino Unido.