Nova pesquisa sobre uma enorme falha de impulso sugere que o próximo grande terremoto pode ser iminente

Terremotos e tsunamis em grande escala afetaram historicamente as regiões ocidentais dos Estados Unidos e do Canadá, e é provável que esse impacto continue no futuro.

Ao largo da costa sul da Colúmbia Britânica, Washington, Oregon e norte da Califórnia, há uma faixa de 600 milhas de comprimento onde o fundo do Oceano Pacífico afunda gradualmente para leste, abaixo da América do Norte.

Esta área, chamada Zona de Subducção Cascadia, abriga uma enorme fenda, onde as placas tectônicas se movem umas contra as outras de uma forma muito perigosa. As placas podem quebrar periodicamente e acumular tensões em grandes áreas – apenas para eventualmente se soltarem quando finalmente balançarem umas contra as outras.

O resultado: os maiores terremotos do mundo, abalando o fundo do mar e a terra, gerando ondas de tsunami de 30 metros ou mais de altura. Tal falha no Japão causou o desastre nuclear de Fukushima em 2011. Existem áreas semelhantes no Alasca, no Chile e na Nova Zelândia, entre outros lugares. Em Cascadia, acredita-se que grandes terremotos ocorram a cada 500 anos, mais ou menos um pouco mais do que isso. O último terremoto ocorreu em 1700.

Pesquisa avança na compreensão da atividade sísmica

Os cientistas há muito que trabalham para compreender a infra-estrutura e a mecânica subterrânea de Cascadia, a fim de determinar quais os locais mais vulneráveis ​​aos terramotos, qual a dimensão destes locais e que sinais de alerta podem produzir. Não existe previsão de um terremoto; Em vez disso, os cientistas tentam prever as probabilidades de múltiplos cenários, na esperança de ajudar as autoridades a conceber códigos de construção e sistemas de alerta para minimizar os danos quando algo acontece.

Um estudo publicado recentemente promete melhorar consideravelmente estes esforços. Um navio de investigação que transporta uma série de instrumentos geofísicos de última geração ao longo de quase toda a área produziu o primeiro levantamento abrangente das muitas estruturas complexas abaixo do fundo do mar. Essas estruturas incluem a geometria da placa oceânica em subducção e dos sedimentos sobrejacentes, e a composição da placa norte-americana. O estudo foi publicado recentemente em uma revista Progresso científico.

“Os modelos actualmente utilizados pelas agências públicas baseavam-se num conjunto limitado de dados antigos e de baixa qualidade que remontam à década de 1980”, disse Susan Carbut, geofísica marinha da Universidade de Harvard. Universidade de ColumbiaJohn Lamont Doherty, diretor do Observatório da Terra de Harvard, que liderou a pesquisa, disse: “A enorme força de impulso tem uma geometria mais complexa do que se supunha anteriormente. O estudo fornece uma nova estrutura para avaliar os riscos de terremotos e tsunamis.”

Financiados pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA, os dados foram recolhidos durante um cruzeiro de 41 dias em 2021 pelo navio de investigação de Lamont, o Marcus G. Langseth. Os pesquisadores a bordo do navio penetraram no fundo do mar com poderosos pulsos sonoros e leram os ecos, que foram então convertidos em imagens, semelhante à forma como os médicos criam imagens internas do corpo humano.

Novos insights sobre subdivisão de falhas e riscos de tsunami

Entre as suas principais conclusões: A zona de falha megathrust não é apenas uma estrutura contínua, mas está dividida em pelo menos quatro partes, cada parte um tanto isolada dos movimentos das outras. Os cientistas debatem há muito tempo se acontecimentos passados, incluindo o terramoto de 1700, provocaram a ruptura de toda a região ou apenas de parte dela – uma questão fundamental, porque quanto mais tempo durar a ruptura, maior será o terramoto.

Os dados mostram que as partes estão divididas por feições enterradas, incluindo grandes falhas, onde lados opostos deslizam uns contra os outros perpendicularmente à costa. Isso pode ajudar a evitar que o movimento de uma parte passe para a próxima. “Não podemos dizer que isso definitivamente significa que apenas partes individuais irão quebrar, ou que tudo irá quebrar de uma só vez”, disse Harold Tobin, geofísico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Universidade de Washington “Mas isto fortalece a evidência de rupturas fragmentárias.”

As imagens também indicam as razões desta divisão: a borda sólida da placa continental norte-americana consiste em muitos tipos diferentes de rochas, formadas em épocas diferentes ao longo de dezenas de milhões de anos, e algumas são mais densas que outras. Esta diversidade de rochas continentais faz com que a placa oceânica, mais flexível, se dobre e torça para acomodar as diferenças de pressão acima dela. Em alguns locais, as secções inclinam-se em ângulos relativamente acentuados e noutros locais em ângulos rasos.

Os pesquisadores se concentraram em uma seção em particular, que vai do sul da ilha de Vancouver ao longo do estado de Washington, terminando aproximadamente na fronteira com o Oregon. A topografia subterrânea de outras partes é relativamente acidentada, com características oceânicas, como falhas e montes submarinos em subducção, esfregando-se contra a placa superior – características que podem erodir a placa superior e limitar a extensão em que qualquer terremoto pode se propagar dentro da seção, limitando assim a magnitude do terremoto. Em contraste, o trecho de Vancouver a Washington é completamente tranquilo. Isso significa que é mais provável que ele rasgue todo o seu comprimento de uma só vez, tornando-se a seção mais perigosa.

Pesquisa em andamento e suas implicações para a integridade regional

Também nesta parte, o fundo do mar afunda abaixo da crosta continental num ângulo relativamente raso em comparação com outras partes. Noutras partes, a maior parte da interface entre as placas, propensa a terramotos, encontra-se ao largo da costa, mas aqui o estudo descobriu que o ângulo de subducção raso significa que provavelmente se estende directamente abaixo da Península Olímpica de Washington. Isso pode amplificar qualquer tremor no solo. “É preciso muito estudo, mas para lugares como Tacoma e Seattle, pode significar a diferença entre alarmante e catastrófico”, disse Tobin.

Com financiamento do Serviço Geológico dos EUA, um consórcio de agências estaduais e federais e instituições académicas tem estudado os dados desde que foram disponibilizados, a fim de resolver as suas implicações.

Quanto ao risco de tsunami, “ainda é um trabalho em andamento”, diz Kellin Wang, cientista pesquisador do Serviço Geológico do Canadá que não esteve envolvido no estudo. O grupo de Wang está usando os dados para modelar características do fundo do mar na Ilha de Vancouver que podem gerar tsunamis. (Em geral, os tsunamis ocorrem quando o fundo do mar profundo sobe ou desce durante um terremoto, enviando à superfície uma onda que concentra sua energia e ganha altura à medida que atinge águas costeiras rasas.) Wang disse que seus resultados irão para outro grupo que modela as próprias ondas do tsunami e depois para outro grupo que analisa os riscos no terreno.

Os investigadores dizem que avaliações práticas que possam ter impacto nos códigos de construção ou outros aspectos da preparação poderão ser publicadas já no próximo ano. “Há muito mais complexidade aqui do que se inferia anteriormente”, disse Carbot.

Referência: “Estrutura de placa subduzida e morfologia de impulso maciço de imagens sísmicas profundas associadas à segmentação de ruptura de terremoto em Cascadia” por Susan M. Carbot, Brian Boston, Shushu Han, Brandon Schock, Jeffrey Bisson, J. Pablo Canales, Harold Tobin, Nathan Miller, Mladen Nedimovic, Anna Treho, Michelle Li, Madeleine Lucas, Hanshao Jian, Danqi Jiang, Liam Moser, Chris Anderson e Darren Good, Jaime Fernandez, Chuck Campbell, Antara Goswami e Rajendra Jalawat, 7 de junho de 2024, Progresso científico.
DOI: 10.1126/sciadv.adl3198

O estudo foi financiado pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA.