Cientistas acabaram de mapear terremotos misteriosos nas profundezas da Terra

As descobertas, publicadas em 5 de fevereiro em Ciênciamostram que os terremotos do manto continental acontecem em todo o mundo, mas tendem a se agrupar em regiões específicas. Agrupamentos significativos aparecem abaixo do Himalaia, no sul da Ásia, e perto do Estreito de Bering, entre a Ásia e a América do Norte, ao sul do Círculo Polar Ártico. O estudo destes tremores profundos pode fornecer novas pistas sobre os limites do manto da crosta e o comportamento do manto superior, que gera magma vulcânico e ajuda a impulsionar o movimento das placas tectónicas.

“Até este estudo, não tínhamos uma perspectiva global clara sobre quantos terremotos no manto continental estão realmente acontecendo e onde”, disse o principal autor do estudo, Shiqi (Axel) Wang, ex-aluno de doutorado no laboratório do professor de geofísica Simon Klemperer na Escola de Sustentabilidade Stanford Doerr. “Com este novo conjunto de dados, podemos começar a investigar as várias formas como estes raros terremotos no manto se iniciam.”

Embora esses terremotos ocorram muito abaixo da superfície para causar tremores ou danos significativos, eles oferecem informações valiosas sobre como os terremotos se formam. Compreender as suas origens pode melhorar o conhecimento dos terramotos mais comuns e superficiais que representam perigos reais.

“Embora saibamos que os terremotos geralmente acontecem onde o estresse é liberado nas falhas geológicas, por que um determinado terremoto acontece onde ocorre e os principais mecanismos por trás dele não são bem compreendidos”, acrescentou Klemperer, autor sênior do estudo. “Os terremotos do manto oferecem uma nova maneira de explorar as origens dos terremotos e a estrutura interna da Terra além dos terremotos comuns da crosta.”

O que está acima e abaixo do Moho

A crosta terrestre é relativamente fria e frágil. Em contraste, o manto é uma espessa camada de rocha quente e densa que se comporta mais como um sólido de movimento lento e se estende por cerca de 2.900 quilômetros de profundidade, constituindo a maior parte do interior do planeta. A linha divisória entre a crosta e o manto é chamada de descontinuidade de Mohorovičić, ou “o Moho”.

Durante anos, os cientistas questionaram se o manto, que é mais quente e mais dúctil que a crosta, poderia gerar terremotos significativos. A maioria dos terremotos continentais começa cerca de 6 a 18 milhas abaixo da superfície, bem acima do Moho e dentro da crosta. As zonas de subducção são uma exceção. Nessas regiões, placas oceânicas pesadas deslizam sob placas continentais mais leves, às vezes produzindo terremotos com centenas de quilômetros de profundidade. No entanto, instrumentos sísmicos detectaram ocasionalmente origens de terremotos abaixo dos continentes e longe de zonas de subducção, em alguns casos até 50 milhas abaixo do Moho.

Ao longo da última década, evidências crescentes convenceram muitos investigadores de que os terramotos raros têm origem no manto, embora possam ocorrer cerca de 100 vezes menos frequentemente do que os terramotos crustais. Mesmo assim, confirmá-los tem sido difícil devido aos dados limitados.

Um avanço na detecção de ondas sísmicas

Para distinguir com segurança os terremotos do manto dos da crosta terrestre, Wang e Klemperer desenvolveram uma técnica que compara dois tipos de ondas sísmicas. Essas ondas viajam pela Terra após um terremoto, espalhando vibrações por todo o planeta, como o toque de um sino.

Um tipo, chamado ondas Sn ou “tampa”, move-se ao longo do topo do manto em uma região conhecida como tampa. A outra, chamada ondas Lg, consiste em vibrações de alta frequência que se movem eficientemente através da crosta. Ao medir a relação entre estes dois tipos de ondas, os investigadores podem determinar se um terramoto começou na crosta ou no manto.

“Nossa abordagem é uma virada de jogo completa porque agora você pode realmente identificar um terremoto de manto puramente com base nas formas de onda dos terremotos”, disse Wang.

Centenas de terremotos profundos raros identificados

A equipe analisou dados de estações de monitoramento sísmico em todo o mundo e levou em consideração informações como a espessura da crosta terrestre. De um conjunto inicial de mais de 46.000 sismos, identificaram 459 sismos no manto continental que ocorreram desde 1990.

Os pesquisadores alertam que este número provavelmente subestima o número real. A expansão das redes sísmicas, especialmente em regiões remotas como o planalto tibetano a norte dos Himalaias, provavelmente revelaria mais terramotos no manto. Klemperer passou grande parte de sua carreira estudando terremotos nesta área remota. Seu trabalho anterior sobre terremotos profundos incomuns ajudou a inspirar Wang a prosseguir no assunto.

Com um catálogo crescente de terremotos do manto confirmados e uma forma confiável de detectá-los, a equipe planeja investigar o que desencadeia esses eventos raros. Alguns podem ocorrer como réplicas causadas por ondas sísmicas provenientes de terremotos na crosta terrestre. Outros poderiam estar ligados à convecção impulsionada pelo calor dentro do manto, uma vez que recicla placas subduzidas da crosta terrestre.

Olhando para o futuro, os investigadores esperam que o estudo continuado lance nova luz sobre o funcionamento interno do planeta.

“Os terremotos do manto continental podem fazer parte de um ciclo de terremotos inerentemente interconectado, tanto na crosta quanto no manto superior”, disse Wang. “Queremos entender como essas camadas do nosso mundo funcionam como um sistema completo”.

Esta pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation.