Rochas precariamente equilibradas (PBRs) são formações encontradas em todo o mundo onde uma pedra delgada se equilibra precariamente em uma pedra de pedestal. Eles se formam como blocos preservados em penhascos, ou quando rochas mais suaves erodem e deixam as rochas mais duras para trás. Eles também podem se formar quando deslizamentos de terra ou geleiras em recuo os depositam em posições estranhas.

Apesar de seu delicado ato de equilíbrio, muitos PBRs, como Brimham Rocks em Yorkshire, ou o Monumento Nacional Chiricahua no Arizona - sobreviveram ao tremor de terremotos ao longo de milhares de anos. Eles podem, portanto, nos dizer o limite superior da agitação do terremoto que ocorreu desde que foram formados - sacudindo isso, fosse forte o suficiente, teria feito com que eles caíssem.

Ao acessar dados geológicos antigos bloqueados em PBRs californianos, Pesquisadores do Imperial College London abriram caminho em uma nova técnica para aumentar a precisão das estimativas de risco para grandes terremotos em até 49 por cento.

Os modelos de risco de terremoto estimam a probabilidade de futuros terremotos em um determinado local. Eles ajudam os engenheiros a decidir onde as pontes, represas, e os edifícios devem ser construídos e quão robustos eles devem ser - além de informar os preços de seguro contra terremotos em áreas de alto risco.

Os resultados são publicados hoje em AGU Advances .

A autora principal Anna Rood, do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do Imperial, disse:"Esta nova abordagem pode nos ajudar a descobrir quais áreas têm maior probabilidade de sofrer um grande terremoto. Os PBRs agem como sismômetros inversos, capturando a história sísmica regional que não estávamos por perto para ver, e diga-nos o limite máximo de tremores de terremotos anteriores simplesmente por não cair. Aproveitando isso, nós fornecemos dados valiosos de maneira única sobre as taxas de raridades, terremotos de grande magnitude. "

As estimativas atuais de risco de terremoto baseiam-se amplamente em observações como a proximidade de linhas de falha e quão sismicamente ativa uma região foi no passado. Contudo, estimativas de terremotos mais raros que ocorreram em períodos de 10, 000 para 1, 000, 000 anos são extremamente incertos devido à falta de dados sísmicos abrangendo essas escalas de tempo e subsequente confiança em suposições rochosas.

Contando átomos raros gerados por raios cósmicos em PBRs e modelando digitalmente as interações PBR-terremoto, Pesquisadores imperiais criaram um novo método de validação de risco de terremoto que pode ser integrado aos modelos existentes para ajustar sua precisão.

Relógios de rock

Para explorar a sismologia do passado, os pesquisadores decidiram determinar a fragilidade (probabilidade de tombar devido ao tremor do solo) e a idade dos PBRs em um local próximo à Usina Nuclear de Diablo Canyon, na costa da Califórnia.

Eles usaram uma técnica chamada datação por exposição de superfície cosmogênica - contando o número de átomos de berílio raros formados dentro das rochas por exposição de longo prazo aos raios cósmicos - para determinar há quanto tempo os PBRs existiam em sua formação atual.

Em seguida, eles usaram um software de modelagem 3-D para recriar digitalmente os PBRs e calcular quanto terremoto o solo tremeu eles poderiam suportar antes de cair.

Tanto a idade quanto a fragilidade dos PBRs foram comparadas com as estimativas de risco atuais para ajudar a aumentar sua certeza.

Eles descobriram que combinar seus cálculos com os modelos existentes reduziu a incerteza das estimativas de risco de terremoto no local em 49 por cento, e, removendo as estimativas do 'pior cenário', reduziu o tamanho médio dos terremotos estimados para acontecer uma vez a cada 10, 000 anos em 27 por cento. Eles também descobriram que os PBRs podem ser preservados na paisagem pelo dobro do tempo que se pensava anteriormente.

Eles concluem que este novo método reduz a quantidade de suposições, e, portanto, a incerteza, usado na estimativa e extrapolação de dados históricos de terremotos para estimativas de risco futuro.

Co-autor do estudo, Dr. Dylan Rood, do Departamento de Ciências e Engenharia da Terra do Imperial, disse:"Estamos à beira de um avanço na ciência da previsão de terremotos. Nossas técnicas de 'relógio de rocha' têm o potencial de economizar enormes custos em engenharia sísmica, e os vemos sendo amplamente usados ​​para testar e atualizar estimativas de perigo específicas do local para áreas propensas a terremotos - especificamente em regiões costeiras onde as fontes sísmicas de controle são falhas offshore cujos movimentos são inerentemente mais difíceis de investigar. "

A equipe agora está usando suas técnicas para validar estimativas de risco para o sul da Califórnia - uma das regiões mais perigosas e densamente povoadas dos Estados Unidos.

Anna disse:"Agora estamos olhando para PBRs perto de grandes falhas de terremoto, como a falha de San Andreas, perto de Los Angeles. Também estamos procurando como identificar quais dados - sejam taxas de deslizamento de falha ou escolha de equações de tremor do solo - são distorcer os resultados nos modelos de risco originais. Dessa forma, podemos melhorar ainda mais a compreensão dos cientistas sobre grandes terremotos. "