Em 11 de março de 2011, um terremoto de magnitude 9, 0 abalou o Japão por quase seis minutos, provocando um tsunami e um desastre nuclear que matou coletivamente cerca de 20.000 pessoas. Mas abaixo da superfície, as placas tectônicas da costa leste do Japão começaram silenciosamente a mudar muito antes de o tremor começar. Em fevereiro de 2011, dois terremotos mais silenciosos começaram a rastejar lentamente ao longo da Trincheira do Japão, em direção ao ponto em que o terremoto de megatendência irromperia um mês depois.
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Esses terríveis e silenciosos terremotos são chamados de eventos de deslizamento lento, ou terremotos lentos - termos gerais para o espectro de movimento moderado e tremor que acontece no limite entre as placas tectônicas. Descoberto apenas nos últimos 20 anos, os terremotos lentos ainda são um quebra-cabeça sísmico. Eles podem deslocar placas tectônicas tanto quanto ou mais que um terremoto de magnitude 7. Mas enquanto um terremoto regular de repente libera ondas sísmicas que podem derrubar edifícios, um terremoto lento dura dias, meses, às vezes até anos - e as pessoas próximas nunca sentem nada.
Acredita-se que esses rumores imperceptíveis tenham precedido terríveis tremores que atingiram o Japão, o México e o Chile - mas não sabemos se terremotos lentos desencadearam os enormes tremores ou até mesmo como eles se relacionam com seus colegas mais rápidos e mais perigosos. Decifrar quando, onde e por que os terremotos lentos podem nos ajudar a entender as zonas de falhas mais perigosas do nosso planeta - e, possivelmente, até mesmo nos ajudar a prever terremotos e tsunamis devastadores antes que eles façam efeito.
"É um verdadeiro mistério", diz Heidi Houston, geofísico da Universidade de Washington, em Seattle. “Nós estudamos terremotos regulares por décadas e entendemos algumas coisas sobre eles - e então esse processo surge e é o mesmo em alguns aspectos, e muito diferente em alguns outros aspectos”.
Instalar sensores para monitorar movimentos sutis da terra. (Cortesia Herb Dragert) Antes do final da década de 1990, os geocientistas pensaram que tinham uma idéia de como o quebra-cabeça das placas tectônicas que cobrem a superfície da Terra se movem e se encaixam. Eles assumiram que, quando uma placa da crosta terrestre desliza passando por outra, as placas se arrastam umas para as outras ou se acumulam, acumulando tensão até que se soltam de forma explosiva em um tremor de terra que ondula na zona de falha.
Mas, começando ao redor do novo milênio, uma enxurrada de publicações científicas descreveu uma nova classe de terremotos lentos recorrentes e generalizados observados em bordas opostas da Orla do Pacífico.
O primeiro relato de um evento de deslizamento lento claramente definido veio da Zona de Subducação de Cascadia, que é formada pela placa de Juan de Fuca empurrando abaixo da placa da América do Norte do norte da Califórnia para a Ilha de Vancouver. Lá, as regiões a cerca de 30 quilômetros abaixo da superfície são atenuadas pelas profundidades e altas temperaturas e deslizam suavemente umas sobre as outras. Mas partes mais rasas e frágeis das placas tectônicas deslizantes podem ficar presas juntas até que a região presa se rompa em uma megatriz gigante. Cascadia não desencadeou um terremoto gigante desde 1700, mas rumores na comunidade sísmica sugerem que a próxima grande está chegando.
Em 1999, o geofísico Herb Dragert, do Serviço Geológico do Canadá, notou que algumas estações de monitoramento contínuo de GPS no sul da Ilha de Vancouver e na Península Olímpica estavam se comportando de forma estranha. Sete deles saltaram cerca de um quarto de polegada ao longo de várias semanas na direção oposta ao movimento normal da placa. Esse tipo de salto para trás é o que você esperaria ver em um terremoto - mas não houve nenhuma agitação detectável.
“Herb estava muito preocupado no início - ele achava que havia algo errado com os dados”, diz Kelin Wang, cientista do Geological Survey of Canada que trabalhou com Dragert e o geocientista Thomas James para decifrar esse quebra-cabeça. "Ele tentou de tudo para provar que estava errado e tudo falhou".
Isso porque não havia nada de errado com os dados. A equipe logo percebeu que eles estavam vendo a placa da América do Norte e a placa de Juan de Fuca escorregando suavemente enquanto os remendos onde eles estavam presos juntos foram descompactados. De 18 a 24 milhas abaixo da superfície, esses fragmentos presos estavam acima da região de alta temperatura e alta pressão, onde as placas deslizam suavemente, mas abaixo das porções bloqueadas, geradoras de terremotos, da zona de subducção. E acontece que a zona intermediária, pegajosa, segue um cronograma, a cada 14 meses.
Na mesma época, em todo o Oceano Pacífico, um sismólogo do Instituto Nacional de Pesquisa em Ciência da Terra e Prevenção de Desastres notou vibrações de baixa freqüência que se espalharam periodicamente de sismômetro para sismômetro na zona de subducção de Nankai Trough, no sudoeste do Japão. Kazushige Obara, que agora está no Instituto de Pesquisa de Terremotos da Universidade de Tóquio, observa que esses rumores começaram a 21 milhas abaixo da superfície e poderiam durar dias, lembrando o tremor que acompanha as erupções vulcânicas - mas não era uma área vulcânica.
Quando Obara e Dragert se encontraram em uma conferência, eles perceberam que os eventos de escorregamento lento detectados por GPS e o tremor não vulcânico que Obara pegou em sismômetros poderiam ser sinais do mesmo tipo de movimento de placa imperceptível em zonas de subducção.
"Fiquei impressionado com o tempo similar de duração, alinhamentos idênticos com o impacto de suas respectivas zonas de subducção, profundidades de ocorrência semelhantes", diz Dragert em um e-mail.
Então, quando Dragert voltou ao Canadá, seu colega Garry Rogers, um sismólogo aposentado que trabalhava com Dragert no Geological Survey of Canada, caçou caixas de sismogramas antigos para tentar identificar a forma de onda do tremor. Eles o encontraram toda vez que as unidades de GPS registravam um evento de escorregamento lento.
"Os cabelos estavam em pé na parte de trás do meu pescoço", diz Rogers. "Esse foi um dia muito emocionante."
Logo depois, Obara encontrou um deslize no tremor que estava vendo no Japão. Agora, sabemos que existem diferentes tipos de terremotos lentos que podem acontecer com ou sem tremor, em diferentes profundidades e por diferentes durações. Eles silenciosamente escorregaram por zonas de subducção ao largo das costas do Alasca, Costa Rica, México, Nova Zelândia e até mesmo através da interface de placas verticais da falha de San Andreas, tudo isso sem detecção (a menos que você seja um satélite ou um sismógrafo).
"Nós realmente não tínhamos ideia de que havia todo esse espectro e família de eventos de falhas", diz Laura Wallace, geofísica da Universidade do Texas em Austin que estuda os terremotos lentos na costa da Nova Zelândia. “Isso realmente transformou nossa compreensão de como as falhas se comportam nos limites da placa e como o movimento da placa é acomodado. É um grande negócio.
Nova Zelândia e o fundo do mar. A Trincheira Hikurangi fica ao sul da trincheira azul escura (a trincheira Kermadec) no meio da parte superior da imagem. (Sandwell e Smith (1997), Stagpoole (2002)) Mas investigar esse rico espectro de eventos de deslizamento lento é um desafio - em parte porque eles são tão sutis e em parte porque são em grande parte inacessíveis.
"É extremamente difícil olhar para algo que é tão profundo na Terra", diz Rogers. Especialmente se essa coisa também estiver no fundo do mar, como os eventos de deslizamento lento que deslocam a trincheira Hikurangi da costa leste da Ilha Norte da Nova Zelândia até vários centímetros a cada poucos anos.
Então, em 2014, Wallace foi criativo. Ela liderou a implantação de uma rede de medidores de pressão subaquática para detectar qualquer movimento vertical do fundo do mar que pudesse sinalizar um evento de escorregamento lento. Ela cronometrou bem: os medidores de pressão detectaram o leito oceânico debaixo deles subindo e descendo, o que Wallace e sua equipe calcularam como significando que as placas haviam caído por cerca de 4 a 8 polegadas ao longo de algumas semanas. Ao contrário dos deslizamentos lentos que ocorrem abaixo da superfície em Cascadia e no Japão, esses deslizamentos se originaram de 2, 5 a 4 milhas abaixo do fundo do mar - o que significa que terremotos lentos podem acontecer em profundidades e condições muito diferentes daquelas originalmente descoberto em.
Além disso, a seção de trincheira que os medidores de pressão de Wallace pegaram escorregando foi a mesma que gerou dois tsunamis seguidos em 1947 que derrubaram uma casa de campo, jogaram dois homens em uma estrada do interior e, de alguma forma, não mataram ninguém.
"Se pudermos entender essa relação entre os eventos de deslizamento lento e os terremotos prejudiciais nas zonas de subducção, eventualmente poderemos usar essas coisas de maneira preventiva", diz ela.
Mas primeiro, temos que melhorar em detectá-los e monitorá-los, o que é exatamente o que Demian Saffer, da Universidade Estadual da Pensilvânia, está tentando fazer. Nos últimos seis anos, ele trabalhou com cientistas no Japão e na Alemanha para criar dois observatórios de poços - basicamente, coleções de instrumentos selados em buracos no fundo do mar perto da Nankai Trench no sudoeste do Japão - o local onde Obara descobriu o tremor pela primeira vez. .
A partir desses observatórios de poços, bem como dos dados coletados por uma rede de sensores no fundo do mar, sua equipe coletou evidências preliminares de deslizamentos lentos que coincidem com enxames de terremotos de baixa frequência. Suspensos da Saffer, esses deslizamentos lentos e lentos podem estar liberando o estresse reprimido no limite da placa que, de outra forma, se romperia em um terremoto catastrófico.
Ele compara esse fenômeno a uma embreagem que gera um pouco de estresse, mas que falha a cada poucos meses ou anos. "O que estamos vendo é muito preliminar, mas estamos vendo indícios de eventos lentos bastante comuns que parecem aliviar o estresse no limite da placa, o que é legal", diz ele. Ele apresentará esses resultados na reunião da União Geofísica Americana neste outono.
Pesquisadores recuperam um conjunto de sensores submarinos que monitoram o lento deslizamento da costa da Nova Zelândia. (Cortesia Erin Todd da Universidade da Califórnia-Santa Cruz) Wallace, Saffer e uma grande equipe internacional de cientistas estão planejando uma expedição para 2018 para perfurar a vala de Hikurangi para criar observatórios similares. E enquanto eles perfuram os spins na crosta oceânica, eles planejam coletar amostras das rochas que compõem as placas tectônicas para entender o que é sobre os minerais e os fluidos na zona de subducção que permite a ocorrência de escorregamentos lentos.
"Há muitas teorias sobre quais tipos de condições físicas podem levar a esse comportamento de escorregamento lento", explica Wallace. Ela diz que um dos mais populares é que o excesso de fluidos dentro da zona de falha enfraquece e permite que ele escorregue mais facilmente. "Mas ainda não entendemos isso", acrescenta ela.
De volta aonde tudo começou, na zona de subducção de Cascadia, a Universidade de Washington, Heidi Houston, também está trabalhando para entender os mecanismos básicos que estão por trás dos terremotos lentos. "Que processos os mantêm lentos?", Diz Houston. "Esse é o mistério central deles."
Houston descobriu recentemente que, quando os tremores ressoam abaixo das zonas de falha, forças tão mundanas quanto as marés podem fortalecê-las. Ela continua investigando como a profundidade, a pressão do fluido e os minerais depositados na fronteira entre as placas tectônicas alteram as propriedades dos terremotos lentos.
Como os outros sismólogos, geocientistas e geofísicos que gravitaram em direção a terremotos lentos desde que foram descobertos, a emoção do que ainda é desconhecido motiva Houston - assim como a possibilidade de que a compreensão de terremotos lentos possa nos dar um vislumbre de terríveis terremotos.
"Estou tendo o tempo da minha vida estudando esse processo", diz ela.
