T? Ranganui Knoll é uma montanha subaquática (monte submarino) na costa da Nova Zelândia que foi o local de uma expedição de perfuração do Programa de Descoberta do Oceano Internacional. O monte submarino um dia colidirá com a zona de subducção Hikurangi, levando a condições que geram e amortecem terremotos. Crédito:Andrew Gase / Instituto Nacional de Pesquisa Hídrica e Atmosférica
Zonas de subdução - locais onde uma placa tectônica mergulha sob a outra - são onde ocorrem os maiores e mais prejudiciais terremotos do mundo. Um novo estudo descobriu que quando as montanhas subaquáticas - também conhecidas como montes submarinos - são puxadas para zonas de subducção, não apenas preparam o terreno para esses terremotos poderosos, mas também criam condições que acabam por amortecê-los.
As descobertas significam que os cientistas devem monitorar com mais cuidado áreas particulares em torno de um monte submarino subdutivo, pesquisadores disseram. A prática pode ajudar os cientistas a entender e prever melhor onde os terremotos futuros são mais prováveis de ocorrer.
"A Terra à frente do monte submarino subdutor torna-se frágil, favorecendo terremotos poderosos enquanto o material por trás dele permanece macio e fraco, permitindo que o estresse seja liberado mais suavemente, "disse o co-autor Demian Saffer, diretor do Instituto de Geofísica da Universidade do Texas (UTIG), uma unidade de pesquisa da Universidade do Texas na Escola de Geociências de Austin Jackson.
O estudo foi publicado em 2 de março em Nature Geoscience e foi liderado por Tian Sun, que atualmente é um cientista pesquisador do Geological Survey of Canada. Outros co-autores incluem Susan Ellis, um cientista do instituto de pesquisa da Nova Zelândia GNS Science. Saffer supervisionou o projeto e foi consultor de pós-doutorado da Sun na Penn State quando eles começaram o estudo.
Os pesquisadores usaram um modelo de computador para simular o que acontece quando os montes submarinos entram nas fossas oceânicas criadas por zonas de subducção. De acordo com o modelo, quando um monte submarino afunda em uma trincheira, o solo à frente se torna quebradiço, à medida que seu avanço lento comprime a água e compacta a Terra. Mas em seu rastro, o monte submarino deixa um rastro de sedimentos úmidos mais macios. O difícil, rocha quebradiça pode ser uma fonte de terremotos poderosos, à medida que as forças geradas pela placa subdutora se acumulam nela, mas as enfraquecidas, o material úmido atrás do monte submarino cria um oposto, efeito de amortecimento sobre esses terremotos e tremores.
Os pesquisadores integraram dados de amostras de rochas e sedimentos submersos em torno dos montes submarinos, como esses núcleos que foram perfurados na costa do Japão em 2000. Os núcleos contêm uma mistura de rocha, sedimentos e água e dão aos pesquisadores uma visão do que acontece quando um monte submarino é aterrado entre as placas tectônicas. Crédito:Demian Saffer
Embora os montes marinhos sejam encontrados em todo o fundo do oceano, as profundidades extraordinárias em que ocorre a subducção significam que estudar ou obter imagens de um monte submarino subdutor é extremamente difícil. É por isso que até agora, os cientistas não tinham certeza se os montes submarinos poderiam afetar o estilo e a magnitude dos terremotos da zona de subducção.
A pesquisa atual abordou o problema criando uma simulação de computador realista de um monte submarino submerso e medindo os efeitos nas rochas e sedimentos circundantes, incluindo as complexas interações entre tensões na Terra e a pressão do fluido no material circundante. A obtenção de dados realistas para o modelo envolveu a realização de experimentos em amostras de rochas coletadas de zonas de subducção por perfurações oceânicas científicas na costa do Japão.
Os cientistas disseram que os resultados do modelo os pegaram completamente de surpresa. Eles esperavam que a pressão da água e o estresse quebrassem o material na cabeceira do monte submarino e, assim, enfraquecessem as rochas, não os fortalece.
"O monte submarino cria um ciclo de feedback na forma como os fluidos são espremidos e a resposta mecânica da rocha às mudanças na pressão do fluido, "disse Ellis, que co-desenvolveu o código numérico no centro do estudo.
Os cientistas estão satisfeitos que seu modelo é robusto porque o comportamento de terremotos que ele prevê corresponde consistentemente ao comportamento de terremotos reais.
Perfurações oceânicas científicas de navios de pesquisa, como a Resolução JOIDES, fornecem uma fonte importante de dados sobre o que acontece quando uma montanha subaquática colide com uma zona de subducção. Crédito:Joshua Mountjoy
Embora a rocha enfraquecida deixada na esteira dos montes submarinos possa amortecer grandes terremotos, os pesquisadores acreditam que pode ser um fator importante em um tipo de terremoto conhecido como evento de deslizamento lento. Esses terremotos em câmera lenta são únicos porque podem levar dias, semanas e até meses para se desenrolar.
Laura Wallace, um cientista pesquisador da UTIG e GNS Science, que foi o primeiro a documentar os eventos de lentidão na Nova Zelândia, disse que a pesquisa foi uma demonstração de como as estruturas geológicas na crosta terrestre, como montes marinhos, poderia influenciar todo um espectro de atividade sísmica.
"As previsões do modelo concordam muito bem com o que estamos vendo na Nova Zelândia em termos de onde pequenos terremotos e tremores estão acontecendo em relação ao monte submarino, "disse Wallace, que não fez parte do presente estudo.
A Sun acredita que suas investigações ajudaram a resolver uma lacuna de conhecimento sobre os montes do mar, mas essa pesquisa se beneficiará de mais medições.
"Ainda precisamos de imagens geofísicas de alta resolução e monitoramento de terremotos offshore para entender melhor os padrões de atividade sísmica, "disse Sun.
