A subsuperfície da Terra é um lugar extremamente ativo, onde os movimentos e fricção das placas no subsolo moldam nossa paisagem e governam a intensidade dos perigos acima. Embora os movimentos da Terra durante terremotos e erupções vulcânicas tenham sido registrados por instrumentos delicados, analisado por pesquisadores e limitado por equações matemáticas, eles não contam toda a história das placas móveis sob nossos pés.

Nas últimas duas décadas, o advento do sistema de posicionamento global - incluindo receptores com sensores extremamente sensíveis que capturam milímetros de movimento - tornou os cientistas cientes de fenômenos semelhantes a terremotos que têm sido difíceis de desembaraçar. Entre eles estão os chamados eventos de deslizamento lento, ou terremotos de movimento lento - deslizamentos que ocorrem ao longo de semanas sem o conhecimento dos humanos na superfície.

Esses eventos de deslizamento lento ocorrem em todo o mundo e possivelmente ajudam a desencadear terremotos maiores. Os maiores eventos de deslizamento lento ocorrem em zonas de subducção, onde uma placa tectônica mergulha sob a outra, eventualmente formando montanhas e vulcões ao longo de milhões de anos. Novas simulações de computador produzidas por pesquisadores da Universidade de Stanford e publicadas online em 15 de junho no Jornal da Mecânica e Física dos Sólidos pode explicar esses movimentos ocultos.

"O deslizamento lento é um fenômeno tão intrigante. Os eventos de deslizamento lento são tão difundidos e tão inexplicados que são um quebra-cabeça que está pendurado diante de nós, como cientistas, que todos queremos resolver, "disse o co-autor do estudo Eric Dunham, um professor associado de geofísica na Escola da Terra de Stanford, Energia e Ciências Ambientais (Stanford Earth). "Nós sabemos sobre o deslizamento lento há quase 20 anos e ainda não há uma grande compreensão de por que isso acontece."

Stealth mas forte

Esses eventos são especialmente difíceis de explicar por causa de sua natureza instável, mas lenta. A falha não desliza de forma constante, mas em vez disso, deslizando periodicamente, acelera, ainda assim, nunca chega ao ponto em que envia ondas sísmicas grandes o suficiente para serem detectadas por humanos.

Apesar de sua natureza furtiva, eventos de deslizamento lento podem somar. Em uma corrente de gelo na Antártica, os eventos de deslizamento lento ocorrem duas vezes ao dia, últimos 30 minutos e são equivalentes a terremotos de magnitude 7,0, Dunham disse.

Os pesquisadores acreditam que as mudanças no atrito explicam a rapidez com que as rochas de ambos os lados da falha escorregam. Com aquilo em mente, eles presumiram que eventos de deslizamento lento começaram como terremotos, com um tipo de atrito conhecido como enfraquecimento da taxa que torna o deslizamento fundamentalmente instável. Mas muitos experimentos de fricção em laboratório contradizem essa ideia. Em vez de, eles descobriram que as rochas de regiões de deslizamento lento exibem um tipo mais estável de atrito conhecido como reforço de taxa, amplamente pensado para produzir deslizamento estável. As novas simulações de computador resolveram essa inconsistência, mostrando como o deslizamento lento pode surgir com o atrito de reforço de taxa aparentemente contrário.

"Vários estudos mostraram que existem maneiras de desestabilizar o atrito de reforço da taxa. No entanto, até o nosso jornal, ninguém percebeu que, se você simular essas instabilidades, eles realmente se transformam em deslizamento lento, eles não se transformam em terremotos, "de acordo com o autor principal Elias Heimisson, candidato a doutorado em Stanford Earth. "Também identificamos um novo mecanismo para gerar instabilidades de deslizamento lento."

Leis da física

O grupo de pesquisa de Dunham aborda questões não respondidas sobre a Terra, considerando todos os processos físicos possíveis que podem estar em jogo. Nesse caso, falhas ocorrem em rochas que estão saturadas de fluido, dando-lhes o que é conhecido como uma natureza poroelástica em que os poros permitem que a rocha se expanda e contraia, que muda a pressão do fluido. O grupo estava curioso para saber como essas mudanças na pressão podem alterar a resistência ao atrito nas falhas.

"Nesse caso, não começamos este projeto para explicar eventos de deslizamento lento - começamos porque sabíamos que as rochas têm essa natureza poroelástica e queríamos ver quais consequências isso teria, "Dunham disse." Nunca pensamos que isso daria origem a eventos de deslizamento lento e nunca pensamos que iria desestabilizar falhas com esse tipo de atrito. "

Com essas novas simulações que dão conta da natureza porosa da rocha, o grupo descobriu que conforme as rochas são comprimidas e os fluidos não conseguem escapar, a pressão aumenta. Esse aumento de pressão reduz o atrito, levando a um evento de deslizamento lento.

"A teoria é de alto nível, "Heimisson disse." Vemos essas coisas interessantes quando você considera a poroelasticidade e as pessoas podem querer usá-la mais amplamente em modelos de ciclos sísmicos ou terremotos específicos. "

Heimisson criará uma simulação 3-D com base nessa teoria como pesquisador de pós-doutorado no California Institute of Technology.