Um tipo especial de antena usada para fazer a imagem da Terra como um rastreador de ultrassom atrás do navio de pesquisa Marcus Langseth. Investigadores sísmicos do Instituto de Geofísica da Universidade do Texas usaram supercomputadores no Texas Advanced Computing Center Seismic para analisar uma imagem sísmica de uma zona de subducção em detalhes precedentes. Crédito:Escola de Geociências UT Jackson / UTIG
Terremotos de deslizamento lento, um tipo de tremor em câmera lenta, foram detectados em muitos dos principais locais de terremotos do mundo, incluindo aqueles encontrados ao redor do Anel de Fogo do Pacífico, mas não está claro como eles estão conectados aos terremotos que ocorrem lá. Cientistas da Universidade do Texas em Austin agora revelaram o funcionamento interno dos terremotos usando tomografias computadorizadas sísmicas e supercomputadores para examinar uma região da costa da Nova Zelândia conhecida por produzi-los.
Os insights ajudarão os cientistas a identificar por que a energia tectônica em zonas de subducção, como a zona de subducção Hikurangi da Nova Zelândia, uma região sismicamente ativa onde a placa tectônica do Pacífico mergulha - ou subductos - sob a Ilha Norte do país, às vezes é liberado suavemente como deslizamento lento, e outras vezes tão devastador, terremotos de alta magnitude.
A pesquisa foi publicada recentemente na revista. Nature Geoscience como parte de uma edição especial focada em zonas de subducção.
"As zonas de subducção são as maiores fábricas de terremotos e tsunamis do planeta, "disse a co-autora Laura Wallace, um cientista pesquisador do Instituto de Geofísica da UT Austin (UTIG) e da Ciência GNS na Nova Zelândia. "Com mais pesquisas como esta, podemos realmente começar a entender a origem dos diferentes tipos de comportamento [terremoto] nas zonas de subducção. "
A pesquisa usou novas técnicas de processamento de imagem e modelagem de computador para testar vários mecanismos propostos sobre como terremotos de deslizamento lento se desdobram. revelando os que funcionaram melhor.
O autor principal do estudo, Adrien Arnulf, um cientista pesquisador da UTIG, disse que esta linha de pesquisa é importante porque entender onde e quando um grande terremoto na zona de subducção pode ocorrer só pode acontecer resolvendo primeiro o mistério do deslizamento lento.
Danos do terremoto na região central do Japão, 2011. Para entender melhor como eventos sísmicos como este podem atacar com energia suficiente para nivelar edifícios, cientistas da Universidade do Texas em Austin estão investigando a mecânica de outro tipo de tremor em câmera lenta que ocorre nos mesmos locais. Crédito:GySgt Leo Salinas / DoD VI
"Se você ignorar o deslize lento, você calculará mal quanta energia é armazenada e liberada conforme as placas tectônicas se movem ao redor do planeta, " ele disse.
Os cientistas sabem que os eventos de deslizamento lento são uma parte importante do ciclo do terremoto porque ocorrem em lugares semelhantes e podem liberar tanta energia tectônica reprimida quanto um terremoto de alta magnitude. mas sem causar tremores sísmicos repentinos. Na verdade, os eventos são tão lentos, desdobrando-se ao longo de semanas, que eles escaparam da detecção até cerca de 20 anos atrás.
A zona de subducção Hikurangi da Nova Zelândia é um local ideal para estudar terremotos de deslizamento lento porque eles ocorrem em profundidades rasas o suficiente para serem fotografadas em alta resolução, seja ouvindo os rumores internos da Terra, ou enviando ondas sísmicas artificiais para a subsuperfície e registrando o eco.
Transformar os dados sísmicos em uma imagem detalhada é uma tarefa trabalhosa, mas usando técnicas semelhantes às usadas em imagens médicas, geocientistas são capazes de separar o comprimento, forma, e força do eco sísmico para descobrir o que está acontecendo no subsolo.
No estudo atual, Arnulf conseguiu extrair ainda mais informações por meio de algoritmos de programação no Lonestar5, um supercomputador no Texas Advanced Computing Center, para procurar padrões nos dados. Os resultados mostraram a Arnulf o quão fraca a falha havia se tornado e onde a pressão estava sendo sentida nas articulações da Terra.
Ele trabalhou com o estudante de graduação da Escola de Geociências da UT Jackson, James Biemiller, que usou os parâmetros de Arnulf em uma simulação detalhada que ele desenvolveu para modelar como as falhas se movem.
O chamado Anel de Fogo é uma área ao redor da placa tectônica do Pacífico, onde ocorrem muitos dos terremotos e erupções vulcânicas do mundo. Crédito:US Geological Survey
A simulação mostrou forças tectônicas se acumulando na crosta e se liberando por meio de uma série de tremores em câmera lenta, assim como terremotos de deslizamento lento detectados em Hikurangi nas últimas duas décadas.
De acordo com os cientistas, o verdadeiro sucesso da pesquisa não foi o modelo funcionar, mas mostrar a eles onde estão as lacunas da física.
"Não temos necessariamente o prego no caixão de como ocorre exatamente o deslizamento lento e raso, "disse Biemiller, "mas testamos um dos pregos padrão (taxa de atrito) e descobrimos que não funciona tão bem quanto você esperava. Isso significa que provavelmente podemos presumir que há outros processos envolvidos na modulação do deslizamento lento, como ciclos de pressurização e liberação de fluido. "
Encontrar esses outros processos é exatamente o que a equipe espera que seu método ajude a facilitar.
Os dados sísmicos do estudo foram fornecidos pela GNS Science e pelo Ministério de Desenvolvimento Econômico da Nova Zelândia. A pesquisa foi financiada pela UTIG e um fundo MBIE Endeavor para a GNS Science. A UTIG é uma unidade da Jackson School of Geosciences.
