Pela primeira vez, os cientistas identificaram claramente uma zona de subducção em processo de desintegração. Estas zonas formam-se onde uma placa tectónica subduz sob outra, e são responsáveis por alguns dos eventos geológicos mais poderosos da Terra. Novos resultados publicados em Conquistas da ciênciaoferecem uma rara visão de como esses sistemas massivos evoluem e levantam novas questões sobre o risco de terremotos no noroeste do Pacífico.
As zonas de subducção moldam dramaticamente o planeta. Eles movem os continentes, causam fortes terremotos e erupções vulcânicas e arrastam a antiga crosta para as profundezas do manto terrestre. Mas apesar do seu imenso poder, eles não duram para sempre.
Por que as zonas de subducção eventualmente falham?
Se as zonas de subducção continuassem indefinidamente, os continentes continuariam a acumular-se, os oceanos desapareceriam e a maior parte da história geológica da Terra seria apagada. Os cientistas há muito se perguntam o que causa o desligamento desses sistemas.
“Iniciar uma zona de subducção é como tentar empurrar um trem colina acima – é preciso muito esforço”, disse Brandon Shuck, professor assistente da Universidade Estadual da Louisiana e principal autor do estudo. “Mas uma vez em movimento, é como se o trem estivesse caindo, impossível de parar. Você precisa de algo dramático para acabar com isso – um acidente de trem, basicamente.” Schack conduziu a pesquisa quando era pós-doutorado no Lamont-Doherty Earth Observatory, que faz parte da Columbia School of Climate.
Cascadia mostra uma placa tectônica que está se despedaçando
A resposta parece estar na costa da Ilha de Vancouver, na região de Cascadia. Aqui, as placas Juan de Fuca e Explorer deslizam lentamente sob a placa norte-americana. Usando técnicas avançadas de imagem e dados de terremotos, os cientistas viram que esta zona de subducção estava começando a entrar em colapso.
A equipe contou com imagens sísmicas, que funcionam como uma ultrassonografia do interior da Terra, combinadas com registros detalhados de terremotos. Juntas, essas ferramentas revelaram uma placa que não está apenas afundando, mas rasgando ativamente.
O experimento de imagem sísmica de 2021
Os dados foram obtidos do Cascadia Seismic Imaging Experiment 2021 (CASIE21) realizado a bordo do navio de pesquisa Marcus G. Langseth. Liderada pela cientista de Lamont, Suzanne Carbot, e pela coautora Anne Bessel, a equipe enviou ondas sonoras para o fundo do mar e registrou seus ecos com um conjunto de sensores subaquáticos de 15 quilômetros.
Esta técnica produziu imagens altamente detalhadas de falhas e fraturas nas profundezas do fundo do oceano. Estas imagens mostram claramente como partes da placa estão se desintegrando.
“Esta é a primeira vez que temos uma imagem clara de uma zona de subducção apanhada no ato da morte”, disse Schuck. “Em vez de fechar tudo de uma vez, a placa quebra pedaço por pedaço, criando microplacas menores e novos limites. Então, em vez de um grande acidente de trem, é como assistir a um trem descarrilar lentamente, carro por carro.”
Karbot observou que os cientistas sabem há muito tempo que a subducção pode diminuir ou parar quando as partes mais leves da placa atingem o limite. “Mas antes não tínhamos uma imagem tão clara do processo em ação”, diz ela. “Estas novas descobertas ajudam-nos a compreender melhor o ciclo de vida das placas tectónicas que moldam a Terra”.
Fendas enormes e lacunas silenciosas
Os investigadores encontraram várias fendas grandes que cortam a placa Juan de Fuca, incluindo uma grande falha onde a placa caiu cerca de cinco quilómetros. “Há uma falha muito grande que está quebrando ativamente a placa (de subducção)”, explicou Schack. “Ainda não 100% de desconto, mas perto.”
Os dados do terremoto apoiam esta imagem. Ao longo da falha de 75 quilômetros de extensão, algumas áreas ainda sofrem terremotos, enquanto outras estão excepcionalmente silenciosas. “Depois que um pedaço se rompe completamente, ele não causa mais terremotos porque as rochas não ficam mais grudadas”, disse ele. Estas fissuras silenciosas indicam que partes da placa já se separaram e que a fenda está a alargar-se gradualmente.
Destruição lenta em partes
O estudo mostra que as zonas de subducção não entram em colapso imediatamente. Em vez disso, eles foram encerrados por meio de um processo conhecido como rescisão “episódica” ou “parcial”. A placa se quebra em etapas, com o passar do tempo, diferentes seções são lascadas.
À medida que as peças menores se desprendem, a placa maior perde a força que a puxa para baixo. Ao longo de milhões de anos, esta perda gradual de impulso pode causar o desligamento de todo o sistema de subducção.
Pistas sobre o passado geológico da Terra
Esta análise passo a passo ajuda a explicar características intrigantes vistas em outras partes da Terra. Em algumas regiões, os cientistas encontraram fragmentos de antigas placas tectônicas e explosões de atividade vulcânica que antes não faziam sentido.
Um exemplo está na Baixa Califórnia, onde restos da antiga placa Farallon permanecem como microplacas fossilizadas. Durante anos, os investigadores suspeitaram que estes fragmentos estavam relacionados com zonas de subducção moribundas, mas o processo exacto não era claro. Novas observações de Cascadia sugerem que estas placas antigas provavelmente se separaram da mesma maneira gradual.
O que isso significa para os terremotos em Cascadia
Os cientistas estão agora investigando como essas lágrimas recém-descobertas podem afetar futuros terremotos. Uma das principais questões é se uma grande ruptura pode passar por essas lacunas ou se as falhas podem alterar a forma como a energia sísmica é propagada.
Neste momento, os resultados não alteram significativamente o risco global na região de Cascadia. A área ainda é capaz de produzir terremotos e tsunamis muito fortes. No entanto, a incorporação destes novos detalhes no modelo irá melhorar a forma como os investigadores compreendem e modelam os riscos sísmicos no noroeste do Pacífico.
O projeto CASIE21 é apoiado pela National Science Foundation sob os prêmios OCE 1827452 e OCE 2217465.
