Novas imagens 3D nunca dão

17 de agosto de 2023

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por GNS Ciência

A maior falha de Aotearoa na Nova Zelândia, a Zona de Subducção de Hikurangi (HSZ), é onde a placa tectônica do Pacífico mergulha para oeste, abaixo da placa australiana e abaixo da costa leste da Ilha do Norte.

Em algumas partes da zona de subducção, os instrumentos GPS mostram que as placas se movem lentamente alguns milímetros por ano. Esse comportamento é chamado de “deslizamento lento” e ocorre durante períodos de semanas ou meses. No entanto, em outras partes as placas ficam presas, travadas e aumentando a pressão.

Ao compreender os factores estruturais que criam zonas de deslizamento e emperramento mais suaves, os cientistas procuram diagnosticar melhor quais as áreas que poderão gerar potenciais futuros terramotos e tsunamis. Como a maior fonte de potenciais terremotos e tsunamis em Aotearoa, é fundamental ser capaz de compreender a HSZ em detalhes de alta resolução.

Em 2018, uma colaboração de pesquisadores dos EUA, Japão, Reino Unido e GNS Science usou o RV Marcus Langseth para registrar inúmeras linhas sobrepostas de "dados de reflexão sísmica" em pistas de corrida. Os dados foram reunidos juntamente com implantações de sismógrafos de fundo oceânico e sismógrafos terrestres em um esforço chamado de pesquisa "NZ3D".

Num esforço colaborativo internacional que abrange três publicações recentes de alto perfil, as primeiras imagens sísmicas 3D espetaculares da parte norte da margem de Hikurangi documentaram agora novos insights para a compreensão das características estruturais, estratigráficas e hidrogeológicas da HSZ.

Compreender essas qualidades, especificamente como elas transportam fluidos, é fundamental para conhecer as condições que levam à geração de terremotos de subducção.

Os dados de reflexão sísmica são normalmente a forma como os geofísicos visualizam a crosta. Para capturar estes dados, um navio especializado, neste caso o R/V Marcus Langseth, reboca uma série de fontes sonoras individuais que são sintonizadas e combinadas para irradiar uma onda sonora para baixo, até ao fundo do mar. Os ecos que retornam das camadas da terra são registrados em uma serpentina rebocada atrás da embarcação e em sismógrafos sensíveis localizados em terra e no fundo do mar.

Embora uma grade de perfis 2D seja boa o suficiente para identificar as principais estruturas de limites de placas, esses dados 3D de alta resolução são necessários para visualizar detalhes dentro de zonas de subducção para melhorar a compreensão da geometria da falha e do comportamento de deslizamento. Os dados 3D são combinados em uma imagem de tomografia computadorizada da zona de subducção que mostra que a arquitetura e as propriedades da fronteira entre as placas tectônicas podem contribuir para a variabilidade na localização de segmentos de deslizamento forte e sismogênico versus fraco.

Os dados 3D fornecem novas restrições sobre as condições físicas e propriedades das rochas para informar simulações de computador e previsões de tremores de terra sísmicos e inundações de tsunamis que ajudam muito a melhorar a preparação e resposta a perigos.

Em junho de 2023, um artigo da Nature Geoscience relata como os dados NZ3D capturam um monte submarino (vulcão subaquático) capturado no ato de subducção abaixo da parte rasa da margem de Hikurangi e forma lentes de sedimentos em seu rastro que parecem aumentar o deslizamento lento.

Além disso, em um artigo de Geologia, os dados do NZ3D revelam um mapa detalhado da interface da placa de partes mais profundas que mostra que ela possui colinas e vales com quilômetros de altura.

Os novos dados do NZ3D mostram que a interface da placa pode governar fortemente a natureza de como a margem se deforma, incluindo a localização de terremotos de deslizamento lento e perigosos de deslizamento rápido.

Mais recentemente, um artigo da Science Advances revelou um reservatório de água anteriormente escondido nas camadas da placa do Pacífico, sendo engolido no processo de subducção.