Todo ano, terremotos em todo o mundo ceifam centenas ou até milhares de vidas. A advertência permite que as pessoas busquem segurança e uma questão de segundos pode significar a diferença entre a vida e a morte. Os pesquisadores da UTokyo demonstraram um novo método de detecção de terremotos - sua técnica explora sinais gravitacionais sutis reveladores que viajam à frente dos tremores. Pesquisas futuras podem impulsionar os sistemas de alerta precoce.

O choque do terremoto Tohoku em 2011, no leste do Japão, ainda ressoa para muitos. Causou uma devastação inimaginável, mas também gerou grandes quantidades de dados sísmicos e outros tipos de dados. Anos depois, os pesquisadores ainda exploram esses dados para melhorar os modelos e encontrar novas maneiras de usá-los, o que pode ajudar as pessoas no futuro. Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Pesquisa de Terremotos da Universidade de Tóquio (ERI) encontrou algo nesses dados que pode avançar na pesquisa de previsão de terremotos e pode algum dia até salvar vidas.

Tudo começou quando o professor associado da ERI, Shingo Watada, leu um interessante artigo de física sobre um tópico não relacionado, de J. Harms, do Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, na Itália. O artigo sugere que os gravímetros - sensores que medem a força da gravidade local - poderiam teoricamente detectar terremotos.

"Isso me fez pensar, "disse Watada." Se tivermos dados sísmicos e gravitacionais suficientes da hora e do lugar em que ocorreu um grande terremoto, poderíamos aprender a detectar terremotos com gravímetros e também com sismômetros. Esta pode ser uma ferramenta importante para pesquisas futuras de fenômenos sísmicos. "

A ideia funciona assim:terremotos ocorrem quando um ponto ao longo da borda de uma placa tectônica que compõe a superfície da Terra faz um movimento repentino. Isso gera ondas sísmicas que se irradiam desse ponto a seis a oito quilômetros por segundo. Essas ondas transmitem energia através da Terra e alteram rapidamente a densidade do material subterrâneo por onde passam. O material denso confere uma atração gravitacional ligeiramente maior do que o material menos denso. À medida que a gravidade se propaga na velocidade da luz, gravímetros sensíveis podem captar essas mudanças de densidade antes da chegada das ondas sísmicas.

"Esta é a primeira vez que alguém mostra sinais de terremoto definitivos com esse método. Outros investigaram a ideia, ainda não encontrou sinais confiáveis, "disse o pós-graduado da ERI, Masaya Kimura." Nossa abordagem é única, conforme examinamos uma gama mais ampla de sensores ativos durante o terremoto de 2011. E usamos métodos de processamento especiais para isolar os sinais gravitacionais silenciosos dos dados ruidosos. "

O Japão é muito sismicamente ativo, portanto, não é surpresa que haja extensas redes de instrumentos sísmicos em terra e no mar na região. Os pesquisadores usaram uma série de dados sísmicos destes, bem como gravímetros supercondutores (SGs) em Kamioka, Prefeitura de Gifu, e Matsushiro, Prefeitura de Nagano, no Japão central.

A análise de sinal que eles realizaram foi extremamente confiável, pontuando o que os cientistas chamam de precisão de 7 sigma, o que significa que há apenas uma chance em um trilhão de um resultado estar incorreto. Os pesquisadores dizem que isso prova o conceito e será útil na calibração de futuros instrumentos construídos especificamente para detectar terremotos. O professor associado Masaki Ando do Departamento de Física inventou um novo tipo de gravímetro, a antena de barra de torção (TOBA), que pretende ser o primeiro instrumento desse tipo.

"SGs e sismômetros não são ideais, conforme os sensores dentro deles se movem junto com o instrumento, que quase cancela sinais sutis de terremotos, "explicou o professor associado da ERI, Nobuki Kame." Isso é conhecido como elevador de Einstein, ou o princípio da equivalência. Contudo, o TOBA vai superar esse problema. Ele detecta mudanças no gradiente de gravidade, apesar do movimento. Foi originalmente projetado para detectar ondas gravitacionais do Big Bang, como 'terremotos' no espaço, mas nosso propósito é mais realista. "

A equipe sonha com uma rede de TOBA distribuída em regiões sismicamente ativas, um sistema de alerta precoce que pode alertar as pessoas 10 segundos antes que as primeiras ondas que balançam o solo cheguem de um epicentro a 100 quilômetros de distância. Muitas mortes por terremotos ocorrem quando as pessoas são apanhadas desprevenidas dentro de edifícios que desabam sobre eles. Imagine a diferença que 10 segundos podem fazer. Isso vai levar tempo, mas os pesquisadores refinam continuamente os modelos para melhorar a precisão do método para eventual uso no campo.