Por que um terremoto na Virgínia foi sentido a mais do que o dobro da distância do que um terremoto de tamanho semelhante na Califórnia? A resposta é que muitas pessoas podem não perceber. Terremotos a leste das Montanhas Rochosas podem causar tremores perceptíveis no solo a distâncias muito maiores do que os terremotos de tamanho comparável no oeste.

Um terremoto de magnitude 5,8 em 2011 em Mineral, Virgínia, foi sentido a até 600 milhas do epicentro. Dezenas de milhões de pessoas no leste dos Estados Unidos e sudeste do Canadá sofreram esse terremoto.

Para comparação, um terremoto de magnitude 6,0 em 2014 em Napa, Califórnia, foi sentido apenas até 250 milhas do epicentro. Apesar do terremoto de Napa liberar cerca de duas vezes mais energia do que o terremoto da Virgínia e causar muito mais danos perto do epicentro, não parecia tão longe.

Como outro exemplo, o terremoto de magnitude 4.1 que ocorreu em dezembro de 2017 perto de Dover, Delaware, foi sentido a aproximadamente 200 milhas do epicentro. A região que sofreu o terremoto tem aproximadamente o mesmo tamanho do evento muito maior da Califórnia, que liberou cerca de 700 vezes mais energia.

Os cientistas estão pesquisando uma variedade de fatores que influenciam as diferenças regionais na intensidade e nos efeitos dos terremotos. Alguns dos fatores têm a ver com a natureza das placas tectônicas subjacentes e sua história geológica. Outros estão relacionados ao tamanho e à idade dos edifícios.

Ondas sísmicas podem viajar mais longe no leste

O leste da América do Norte tem rochas mais antigas, alguns dos quais se formaram centenas de milhões de anos antes dos do Ocidente. Essas formações mais antigas foram expostas a pressões e temperaturas extremas, tornando-os mais duros e frequentemente mais densos. Falhas nessas rochas mais antigas também tiveram mais tempo para cicatrizar, o que permite que as ondas sísmicas os atravessem de forma mais eficaz quando ocorre um terremoto.

Em contraste, as rochas no oeste são mais jovens e quebradas por falhas que geralmente são mais recentes e tiveram menos tempo para cicatrizar. Então, quando ocorre um terremoto, mais da energia das ondas sísmicas é absorvida pelas falhas e a energia não se espalha de forma tão eficiente.

Infraestrutura mais vulnerável no leste

Muitas das estruturas mais antigas do Oriente, como edifícios e pontes construídas antes da década de 1970, não foram projetados para suportar terremotos e, portanto, podem não ter um bom desempenho. Os recentes terremotos que atingiram perto de Christchurch, A Nova Zelândia mostrou os danos que terremotos raros podem causar a uma região com estruturas mais antigas. Com isso dito, edifícios modernos estão sendo construídos de acordo com os padrões de design mais recentes, e tem havido progresso na reforma de muitos edifícios mais antigos no leste. No oeste, estruturas mais antigas são frequentemente adaptadas, e novas estruturas são projetadas para resistir a fortes abalos.

Além disso, estruturas menores, como casas, podem sofrer abalos mais fortes e mais prejudiciais no leste. Terremotos no Oriente tendem a causar tremores de alta frequência - movimentos mais rápidos para frente e para trás - em comparação com eventos semelhantes no Ocidente. Estruturas mais curtas são mais suscetíveis a danos durante a agitação rápida, enquanto as estruturas mais altas são mais suscetíveis durante a agitação lenta.

Nível surpreendente de tremor em Washington, DC

Um exemplo do perigo de terremoto no leste dos EUA é fornecido pelo nível surpreendente de tremor de alta intensidade no solo que ocorreu em Washington, DC, durante o terremoto de 2011 na Virgínia. Este tremor causou danos bem divulgados a alguns edifícios históricos, embora o terremoto tenha sido de tamanho moderado e seu epicentro tenha sido a 80 milhas da cidade.

Aprender mais, Cientistas do USGS implantaram 27 sismômetros temporários em DC para estudar as variações na força da agitação do solo do terremoto. Os instrumentos registraram movimentos terrestres de 30 terremotos em todo o mundo durante os 10 meses em que estiveram no local.

Os cientistas confirmaram que o tremor é amplificado nas partes de DC sustentadas por uma fina camada de sedimentos em comparação com áreas construídas sobre mais sólidos, rocha mais dura. Isso ocorre porque a energia nas ondas sísmicas pode mover o isqueiro, sedimentos mais fracos mais facilmente do que a rocha mais dura, e essa energia fica "presa" e ecoa várias vezes nos sedimentos.

Embora esse efeito de amplificação tenha sido bem documentado em algumas cidades ocidentais, incluindo Seattle, Los Angeles e San Francisco, este é o primeiro estudo que mede diretamente o efeito na capital do país. Anteriormente, suspeitava-se que ocorresse em Washington, DC, e foram encontrados em outras cidades, como Boston.

Outras grandes cidades no centro e leste dos Estados Unidos com geologia semelhante que poderia levar a um tremor de solo amplificado incluem Trenton, Nova Jersey; Wilmington, Delaware; Baltimore, Maryland; Richmond, Virgínia; e Columbia, Carolina do Sul. Depósitos semelhantes também estão na base de cidades no Vale do Mississippi e na Costa do Golfo, notavelmente Memphis, Tennessee, perto da Zona Sísmica de Nova Madrid.

Os novos resultados sobre a amplificação e a transmissão de energia mais eficiente no Leste são parte de uma maior compreensão e consciência dos perigos de terremotos nas cidades centrais e orientais dos Estados Unidos. Essas informações são especialmente úteis para engenheiros e arquitetos ao projetar edifícios e reformar estruturas existentes.

Desafios da avaliação de perigos de terremoto no leste

A geologia do leste dos Estados Unidos e a história relativamente esparsa de terremotos para estudar tornam difícil para os cientistas avaliar a frequência com que os terremotos ocorrerão e quão grandes eles podem ser. Os terremotos orientais são mais misteriosos porque não ocorrem em um limite de placa onde a maioria dos outros terremotos se originam. Os cientistas não entendem totalmente o estado de estresse nas placas tectônicas, e eles estão estudando como o estresse se acumula e evolui e como os terremotos são desencadeados.

Os cientistas também não sabem exatamente onde estão localizadas a maioria das falhas ativas no leste. A maioria das falhas não teve grandes terremotos ou movimento nos últimos milhões de anos, e as falhas que estão ativas podem causar terremotos a cada poucos milhares ou dezenas de milhares de anos. Além disso, qualquer evidência de terremotos anteriores na superfície da terra no leste dos EUA é frequentemente obscurecida pela vegetação ou é mais moderada por causa da erosão.

Por outro lado, o oeste tem falhas mais ativas e muitas áreas com vegetação esparsa, o que significa que os terremotos podem deixar marcas claras que informam a pesquisa sobre a história dos terremotos, tamanho e efeitos.

Pesquisa em andamento

A National Science Foundation e o USGS adicionaram recentemente novas estações sísmicas no centro e no leste dos Estados Unidos, criando uma rede mais robusta que aumenta o monitoramento por parceiros universitários. Os cientistas da USGS também estão trabalhando com colaboradores universitários em vários projetos de pesquisa. Por exemplo, eles estão procurando partes da Virgínia e das Carolinas em busca de evidências de fortes terremotos no passado, monitorar terremotos e estudar falhas perto do terremoto de 2011 na Virgínia e do terremoto de 1886 em Charleston, Carolina do Sul, e a realização de estudos detalhados da região central da Virgínia sismicamente ativa.

Cientistas não podem prever terremotos

Quanto à previsão de terremotos, nenhum método confiável de previsão de terremotos de curto prazo foi desenvolvido. Nem os cientistas esperam desenvolver um método em um futuro previsível. Contudo, usando dados científicos, como localizações de falhas e padrões de terremotos ao longo de muitos anos, as probabilidades podem ser calculadas para futuros terremotos, e essa informação é usada no desenvolvimento de códigos de construção. Além disso, o USGS e seus parceiros estão trabalhando para desenvolver um protótipo do Sistema de Alerta Precoce de Terremoto para a Costa Oeste dos Estados Unidos, chamado ShakeAlert. O sistema não prevê terremotos, mas uma vez que um terremoto acontece, pode fornecer alguns segundos a dezenas de segundos de aviso antes que as ondas sísmicas cheguem e causem um forte tremor.

Mais terremotos no oeste

O oeste dos Estados Unidos fica ao longo dos limites das principais placas tectônicas que constituem a crosta terrestre - a placa norte-americana e as placas oceânicas a oeste. Essas placas estão se movendo umas contra as outras, quebrando a crosta ao longo de muitas falhas como a Falha de San Andreas. As falhas no Oriente são menos ativas e residem inteiramente na placa norte-americana.

Uma das mensagens mais importantes é que todos devem saber como se proteger durante um terremoto. Confira a campanha Ready da FEMA para dicas sobre como se preparar para terremotos.