Uma nova compreensão dos terremotos mais profundos do nosso planeta poderia ajudar a desvendar um dos processos geofísicos mais misteriosos da Terra.

Terremotos profundos - aqueles a pelo menos 300 quilômetros abaixo da superfície - normalmente não causam danos, mas muitas vezes são amplamente sentidos. Esses terremotos podem fornecer pistas vitais para a compreensão das placas tectônicas e da estrutura do interior da Terra. Devido à temperatura extremamente alta e às pressões onde ocorrem terremotos profundos, eles provavelmente se originam de processos físicos e químicos diferentes dos terremotos próximos à superfície. Mas é difícil reunir informações sobre terremotos profundos, portanto, os cientistas não têm uma explicação sólida para o que os causa.

"Não podemos ver diretamente o que está acontecendo onde ocorrem terremotos profundos, "disse Magali Billen, professor de geofísica no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da UC Davis.

O que está causando terremotos profundos?

Billen constrói simulações numéricas de zonas de subducção, onde uma placa afunda abaixo da outra, para entender melhor as forças que controlam as placas tectônicas. Seu trabalho recente ajuda a explicar a distribuição de terremotos profundos, mostrando que eles costumam atacar em regiões de "alta tensão", onde uma placa tectônica afundando se dobra e se dobra.

"Esses modelos fornecem evidências convincentes de que a taxa de deformação é um fator importante no controle de onde ocorrem terremotos profundos, " ela disse.

O novo entendimento de que a deformação é um fator importante em terremotos profundos deve ajudar os cientistas a resolver quais mecanismos desencadeiam terremotos profundos e pode fornecer novas restrições na estrutura e dinâmica da zona de subducção. Billen disse.

"Assim que entendermos melhor a física de terremotos profundos, seremos capazes de extrair ainda mais informações sobre a dinâmica da subducção, o principal impulsionador das placas tectônicas, " ela disse.

Suas descobertas foram publicadas em 27 de maio na revista Avanços da Ciência .

Nova maneira de estudar terremotos profundos

Terremotos profundos ocorrem em zonas de subducção - onde uma das placas tectônicas flutuando na superfície da Terra mergulha sob a outra e é "subduzida" no manto. Dentro das placas de crosta que se afundam, Os terremotos se aglomeram em algumas profundidades e são esparsos em outras. Por exemplo, muitas lajes exibem grandes lacunas na atividade sísmica abaixo de 410 quilômetros de profundidade.

As lacunas na sismicidade se alinham com as regiões da laje que estão se deformando mais lentamente nos modelos numéricos, Billen disse.

"A deformação não é a mesma em todos os lugares da placa, "Billen disse." Isso é realmente o que há de novo aqui. "

A pesquisa de Billen não se destinava originalmente a investigar terremotos profundos. Em vez, ela estava tentando entender o movimento lento para frente e para trás das profundas trincheiras do oceano, onde as placas se dobram para baixo em zonas de subducção.

"Decidi por curiosidade traçar a deformação na placa, e quando olhei para o enredo, a primeira coisa que me veio à mente foi 'uau, isso se parece com a distribuição de terremotos profundos, "Ela disse." Foi uma surpresa total.

Imitando as profundezas da Terra

O modelo de Billen incorpora os dados mais recentes sobre fenômenos como a densidade dos minerais, camadas diferentes na placa de afundamento, e observações experimentais de como as rochas se comportam em altas temperaturas e pressões.

"Este é o primeiro modelo que realmente reúne as equações físicas que descrevem o afundamento das placas e as principais propriedades físicas das rochas, "Billen disse.

Os resultados não conseguem distinguir entre as possíveis causas de terremotos profundos. Contudo, eles fornecem novas maneiras de explorar o que os causa, Billen disse.

"Levar em consideração a restrição adicional da taxa de deformação deve ajudar a resolver quais mecanismos estão ativos na litosfera subdutora, com a possibilidade de que vários mecanismos podem ser necessários, " ela disse.

O projeto foi apoiado por uma bolsa da Alexander von Humboldt Foundation e um prêmio da National Science Foundation. A Infraestrutura Computacional para Geodinâmica suporta o software CitcomS usado para as simulações numéricas.