A banda LFE está delineada em azul, enquanto LFEs individuais e vulcões ativos são denotados por pontos vermelhos e triângulos brancos, respectivamente. As etiquetas A-F marcam os locais de interesse para a atividade LFE. Os nomes das regiões discutidas no texto também são mostrados. Linhas tracejadas denotam contornos de profundidade da superfície superior da laje do Mar das Filipinas com um intervalo de 10 km. Crédito: Nature Communications
Enquanto as reações metamórficas em placas subduzidas liberam grandes quantidades de fluidos, terremotos de baixa frequência (LFE) ocorrem amplamente abaixo do impermeável, placa sobreposta não metamorfoseada, e raramente são encontrados abaixo de placas metamorfoseadas. Cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio e da Universidade de Tohoku sugerem que as condições não drenadas são um fator-chave na geração de LFEs, ao passo que as condições bem drenadas reduzem as pressões de fluido dos poros na megaterrugem e inibem os LFEs e os tremores associados.
Na zona de subducção Nankai, Japão, tremores profundos não vulcânicos ocorrem na descida da zona sismogênica da megatrosta, e são observados para coincidir temporalmente com eventos de deslizamento lento de curto prazo (SSEs). Eles ocorrem dentro de uma faixa de profundidade limitada de 30 a 35 km ao longo de um comprimento ao longo de aproximadamente 700 km, associada à subducção do Mar das Filipinas. Como os LFEs coincidem espacialmente com a atividade de tremor, suas localizações atuam como um proxy para a atividade de tremor. Existem duas lacunas distintas na atividade de LFE em Kii Gap e Ise Gap, enquanto houver atividade limitada ou nenhuma atividade LFE abaixo de Kanto e Kyushu nas extensões da zona de atividade LFE (Fig. 1). Junichi Nakajima do Instituto de Tecnologia de Tóquio e Akira Hasegawa da Universidade de Tohoku examinaram as propriedades sísmicas de Nankai, incluindo áreas onde LFEs estão presentes e ausentes, em um esforço para elucidar os fatores que controlam a geração de LFE.
As velocidades da onda P (dVp) e da onda S (dVs) observadas mostram a presença de anomalias de baixa velocidade na placa sobreposta em Kanto, Ise Gap, Kii Gap, e Kyushu, onde há atividade limitada ou nenhuma atividade LFE. LFEs não ocorrem na megaterrugem onde dVp e dVs são inferiores a aproximadamente -4 por cento, sugerindo uma mudança sistemática nas velocidades sísmicas na placa sobrejacente entre as áreas com e sem atividade LFE. Há uma correlação espacial entre os locais LFE e a velocidade sísmica, atenuação, e anomalias de anisotropia. Uma hipótese que poderia explicar a variação nas propriedades sísmicas ao longo da banda LFE é a variação ao longo do ataque no grau de metamorfismo prógrado acima da megaterrugem que é proporcional à taxa de vazamento de fluido da placa subdutora para a placa sobrejacente. Notavelmente, grandes quantidades de fluido são liberadas da crosta subdutora em profundidades de 30 a 60 km.
As variações ao longo do ataque nas propriedades sísmicas sugerem que a placa sobrejacente é menos metamorfoseada em áreas com atividade LFE, e é significativamente metamorfoseado em áreas de atividade LFE limitada ou nenhuma. Esta anti-correlação entre LFEs e metamorfismo é provavelmente causada pela variação ao longo do golpe nas condições hidrológicas na placa sobrejacente. Uma placa impermeável sobrejacente restringe os fluidos à megaterrugem, ao passo que os fluidos escapam da megaterrugem se a placa sobrejacente for permeável. Condições não drenadas na megaterrusta elevam as pressões de fluido dos poros a valores quase litostáticos, abaixe a resistência ao cisalhamento da megatrust suficientemente para facilitar os LFEs, e resultam em um baixo grau de metamorfismo na placa sobrejacente (Fig. 2a). Em contraste, em áreas de atividade LFE limitada, fluidos migram e metamorfoseiam a placa sobrejacente permeável, reduzindo as pressões de fluido de poro na megaterrugem, que não é mais fraco o suficiente para gerar LFEs (Fig. 2b).
(a) Modelo de pressão aumentada de fluido de poro ao longo da megaterrugem sob condições não drenadas; (b) Modelo de pressão de fluido de poro reduzida ao longo da megaterrugem e metamorfismo aprimorado da placa sobrejacente em condições bem drenadas. Terremotos de baixa frequência (LFEs) são sinais isolados de pulso com uma frequência predominante de ~ 2 Hz que são observados em sinais de tremor contínuo. Crédito: Nature Communications
O grande número de terremotos crustais em Kii Gap e Ise Gap sugere que a atividade LFE e a sismicidade na placa sobrejacente são anticorrelacionadas, refletindo amplamente a magnitude do fluxo de fluido da megaterrust. Os cientistas concluíram que uma megaterrugem bem drenada permite que os fluidos migrem para a placa sobreposta, inibindo a atividade de LFE no megatrust, mas facilitando a sismicidade rasa devido à diminuição da resistência ao cisalhamento das falhas da crosta terrestre.
