Uma história de fluidos, falhas e feedback Os cientistas há muito que se intrigam com a origem dos enxames de terremotos:o aparecimento repentino de muitos pequenos terremotos em uma pequena região. Eles geralmente aparecem antes de grandes terremotos ou erupções vulcânicas, mas são uma pequena fração de todos os enxames de terremotos. A maioria dos enxames ocorre longe de vulcões e áreas de atividade tectônica.
Estudando um enxame de terremotos que atingiu um campo de petróleo e gás em Oklahoma, cientistas da ETH Zurich e da Universidade do Texas em Austin sugerem uma explicação simples em um artigo publicado na Nature Geoscience. Os enxames são causados por alterações no equilíbrio das águas subterrâneas e fósseis das camadas profundas trazidas pela extração de petróleo e gás.
“Os terremotos de enxame são um dos tipos mais comuns de terremotos em todo o mundo, mas sua origem tem sido um verdadeiro mistério”, diz o professor da ETH, Domenico Giardini. “Queríamos descobrir por que, na maioria dos casos, não há nada por trás deles além da água”.
Hidroquaques causados pela atividade humana A maior parte da água presente naturalmente na crosta terrestre está presa em minúsculos poros entre os grãos minerais. No entanto, quando as rochas são submetidas a pressões muito elevadas, podem começar a vazar a água absorvida.
O enxame estudado pelos cientistas em Oklahoma durou seis meses e ocorreu em profundidades relativamente rasas, de 1,5 a 6,5 quilômetros. Como mostram os cientistas no seu artigo, durante este enxame, o nível das águas subterrâneas na região afetada subiu mais de 10 metros. Ao mesmo tempo, a pressão do fluido dentro da crosta terrestre também aumentou, o que desencadeou uma série de terremotos.
Os terremotos provavelmente foram desencadeados quando o aumento da água atingiu zonas de falhas geológicas. As falhas são superfícies fraturadas entre rochas e, em condições normais, as superfícies da rocha oposta são seladas pela pressão a que estão sujeitas. No entanto, à medida que a pressão na rocha circundante aumenta, os fluidos no plano da falha tornam-se capazes de se dissolver e desgastar as superfícies rochosas, enfraquecendo a capacidade de resistência das rochas.
Eventualmente, as forças que atuam nos planos de falha fazem com que as rochas deslizem, liberando a energia acumulada na forma de um terremoto. “Os enxames são como pequenas cópias do que acontece antes dos grandes terremotos tectônicos, então podemos aprender com eles em uma escala muito menor”, explica o pesquisador de pós-doutorado da ETH, Michael Goebel, principal autor do artigo.
Uma cadeia de eventos Para algumas falhas, o processo de enfraquecimento ocorre bastante rapidamente, em questão de meses ou mesmo horas, e os fluidos são capazes de separar as rochas muito rapidamente, o que cria um enxame de pequenos tremores. Para outras falhas, o enfraquecimento acontece mais lentamente ao longo dos anos, e os movimentos resultantes produzirão apenas alguns terremotos, mas muito maiores.
Em seu estudo, os pesquisadores descrevem uma interação complexa entre as mudanças no nível das águas subterrâneas, que levam a mudanças na pressão da rocha, e nas propriedades das falhas, que levam a mudanças no tamanho dos terremotos. “Compreender esta interação é crucial para compreender todo o processo”, afirma Giardini, que também é Diretor do Serviço Sismológico Suíço (SED) da ETH Zurique, que opera uma rede de estações de monitoramento sísmico em todo o país.
Um fenômeno comum? Os cientistas estudaram este enxame específico em Oklahoma, mas suspeitam que os mecanismos subjacentes são comuns a outros enxames que ocorrem noutras regiões do mundo. Os enxames ocorrem frequentemente em ligação com a extracção de petróleo e gás e também acontecem em campos geotérmicos e perto de barragens, onde alterações no balanço hídrico podem desencadear alterações na pressão crustal.
Os resultados obtidos pelos investigadores são especialmente relevantes para a monitorização sísmica para fins de segurança, por exemplo a monitorização em centrais nucleares ou durante injeções de fluidos no solo. Suas descobertas ajudam a separar enxames inofensivos movidos por fluidos de outros enxames que podem estar relacionados à atividade vulcânica ou tectônica.
