O primeiro exemplo natural de um terremoto fossilizado em serpentinito (tipo de rocha) está fornecendo novos conhecimentos sobre as forças extremas e reações químicas que ocorrem durante as rupturas sísmicas.

A primeira descoberta mundial foi feita pela Universidade de Otago, Ph.D. estudante Matthew Tarling, supervisores Steven Smith e James Scott do Departamento de Geologia de Otago, e Cecilia Viti, da Universidade de Siena, na Itália. Suas descobertas foram publicadas esta semana na conceituada revista. Nature Communications :"Ruptura de terremoto dinâmico preservada em uma zona de cisalhamento serpentinito rastejante."

Sr. Tarling, quem liderou a pesquisa, descreve como o calor extremo pode ser produzido durante terremotos, semelhante à prática de esfregar as mãos para se aquecer.

"O calor que você sente vem da fricção entre as palmas das mãos enquanto elas se movem uma contra a outra. Um processo semelhante ocorre durante os terremotos, à medida que pedaços gigantes da crosta terrestre deslizam umas contra as outras ao longo de superfícies de falha. Contudo, as condições são tão extremas durante os terremotos que às vezes é produzido calor suficiente para derreter as rochas ao longo da superfície da falha. Quando o terremoto parar, o derretimento esfria e se solidifica para formar uma distinta camada vítrea de rocha:quando os geólogos encontram evidências desse tipo de 'derretimento por fricção', podem ter certeza de que encontraram o local de um antigo terremoto. "

O problema é que o derretimento por fricção é bastante raro, e assim os geólogos devem procurar outras evidências de aquecimento extremo por atrito para identificar a localização de antigos terremotos.

Em seu estudo, a equipe líder de Otago delineou a primeira evidência de desidratação de alta temperatura da serpentina mineral durante um antigo terremoto. Apoiado pelo financiamento de um prêmio Marsden de início rápido, a equipe estudou pequenos fragmentos de falha rochosa da Falha de Livingstone na Nova Zelândia.

"A Falha de Livingstone é uma falha antiga espetacular que corta as ilhas do Norte e do Sul da Nova Zelândia. Como as rochas que foram movidas juntas pela falha produzem solos bastante áridos, muito pouca vegetação cresce, o que nos fornece uma oportunidade única de estudar o funcionamento interno da zona de falha em detalhes surpreendentes, "Sr. Tarling diz.

Usando microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, a equipe de pesquisa descobriu que camadas finas de serpentina dentro da falha foram convertidas em dois novos minerais:olivina e piroxênio. Este tipo de reação ocorre apenas em temperaturas acima de 800 ° C, e quando a reação acontece, ela libera quantidades substanciais de água que podem pressurizar a superfície da falha. A equipe então usou modelagem numérica para mostrar que a reação provavelmente ocorreu por aquecimento friccional durante um antigo terremoto com uma magnitude entre três e quatro na escala Richter.

Dr. Smith diz que a descoberta é uma etapa rara e fundamental na identificação de rupturas de terremotos antigos, e também oferece informações cruciais sobre os processos que causam falhas para enfraquecer e liberar energia durante a ruptura.

“Quando acontece um terremoto, podemos sentir e medir os efeitos do tremor do solo, mas a própria ruptura do terremoto está ocorrendo muitos quilômetros abaixo de nossos pés, e isso torna muito difícil entender o que está acontecendo. Imagine tentar juntar todas as peças do motor de um carro apenas ouvindo o carro a muitos quilômetros de distância:é basicamente impossível, e temos que encontrar maneiras mais diretas de estudar a própria ruptura profunda. O que estamos tentando fazer aqui é entender o que realmente ocorre na superfície da falha durante a ruptura, porque esses processos são a chave para a compreensão da física dos terremotos. "

Neste estágio inicial de sua carreira, Tarling (29) espera que esta não seja a última descoberta significativa na qual ele está envolvido.

"O que descobrimos ajudará os geólogos a entender melhor o comportamento das rochas ao longo dos limites das placas tectônicas, como zonas de subducção. Por muito tempo, isso só foi compreendido em um contexto teórico ou experimental, mas nossa assinatura recém-identificada em uma falha natural abre a porta para mais descobertas sobre as forças extremas que moldaram os continentes da Terra. "