Estranhas chegadas de ondas sísmicas de um terremoto de 2010 sob a Espanha foram as pistas que levaram a uma descoberta inesperada sob o Mediterrâneo ocidental:uma placa oceânica subduzida que foi completamente derrubada.



As formas de onda pintam a imagem de uma placa que desceu rapidamente para o manto da Terra e virou, de modo que a água que carregava em sua superfície enquanto descia está agora abaixo da placa, de acordo com o estudo publicado no The Seismic Record .

As descobertas poderão ajudar os investigadores a resolver a complicada estrutura tectónica da bacia do Mediterrâneo Ocidental, onde a África e a Eurásia estão a convergir, especificamente numa área chamada região Rif-Betic-Alboran. Esta região contém um arco formado pelas cadeias montanhosas Béticas em Espanha e pelas cadeias montanhosas do Rif, a sul, em Marrocos, e inclui a bacia do Mar de Alboran, a leste do Estreito de Gibraltar.

O estudo também pode lançar luz sobre os mecanismos por trás de terremotos raros e profundos (mais de 600 quilômetros) no sul da Espanha, escrevem Daoyuan Sun, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, e Meghan S. Miller, da Universidade Nacional Australiana.

As ondas sísmicas de um desses terremotos, um terremoto de magnitude 6,3 que ocorreu abaixo de Granada em abril de 2010, foram capturadas por uma série de estações sísmicas em Espanha e Marrocos como parte do projeto do Programa para Investigar a Inversão Convectiva do Sistema do Mar de Alboran (PICASSO).

Os investigadores notaram que as ondas coda do terramoto – a assinatura de vibrações residuais no final de um sismograma – duraram um tempo invulgarmente longo, registadas por estações em Marrocos. Houve também sinais de uma fase "extra" de onda P de chegada tardia, além das ondas P iniciais normais capturadas pelas estações na Espanha.

"Inicialmente, não pretendíamos compreender melhor os mecanismos de terremotos profundos, já que vários estudos anteriores estudaram bem a fonte. Nossa intenção era apenas traçar as formas de onda por curiosidade, uma vez que há muito a aprender com formas de onda individuais quando se toma é hora de observá-los de perto", explicou Sun. “Após exame, observamos essas chegadas estranhas, incluindo a longa coda e a fase extra”.

Sun e Miller concluíram que a longa coda e a fase extra da onda P poderiam ser melhor explicadas por uma camada de baixa velocidade na base da laje de subducção de Alboran. Camadas de baixa velocidade, através das quais as ondas sísmicas são retardadas e absorvidas, muitas vezes indicam que as ondas passaram através de material derretido ou líquido.

As lajes subduzidas geralmente contêm uma camada de baixa velocidade em sua superfície devido à água que carregam para o manto. "Aqui, através da modelagem das formas de onda detalhadas, somos capazes de visualizar a camada de baixa velocidade abaixo da superfície da laje mergulhando para nordeste, ao contrário de uma laje subduzida normal com uma camada de baixa velocidade no topo da superfície da laje", disse Sun. “Esta estranha ocorrência entre a laje e a camada de baixa velocidade sugere a ocorrência da laje Alboran tombada.”

O estudo deles é o primeiro a concluir que a laje foi tombada, acrescentou, em vez de ficar na vertical ou com uma inclinação acentuada.

A camada de baixa velocidade também oferece um possível mecanismo por trás dos terremotos profundos na Espanha, disseram os pesquisadores, uma vez que indica a presença de silicatos de magnésio hidratados que transportam água a profundidades de 600 quilômetros. À medida que estes silicatos desidratam, podem tornar-se mais frágeis, o que pode levar a terramotos profundos.

A presença de silicatos hidratados também poderia dizer aos sismólogos algo sobre a velocidade da subducção das placas na região. Os silicatos de magnésio hidratados significam que “uma quantidade significativa de água foi transportada para a zona de transição do manto, indicando uma placa relativamente fria”, observou Sun.

“Considerando a idade relativamente jovem do fundo do mar no Mediterrâneo Ocidental, para que a laje permaneça fria, a velocidade de subducção deve ser bastante rápida, como uma velocidade moderada de cerca de 70 milímetros por ano”, acrescentou. "Por outras palavras, pensamos que o nosso estudo poderia oferecer um limite inferior razoável para a velocidade de subducção nesta região."

Sun e Miller dizem que poderia ser promissor investigar as formas de onda sísmicas produzidas por terremotos profundos em outros lugares, como o nordeste da China, a América do Sul, Sunda-Banda e lugares como a região de Fiji-Tonga, para ver se mecanismos semelhantes estão em funcionamento. Mas a investigação exigiria estações sísmicas densas instaladas mesmo acima destes terramotos, como foi o feliz caso do terramoto de 2010 em Espanha.

Mais informações: Daoyuan Sun et al, Revelando os segredos do Mediterrâneo Ocidental:um terremoto profundo e a laje derrubada, O registro sísmico (2024). DOI:10.1785/0320230049
Fornecido pela Sociedade Sismológica da América