509014782

É um lugar-comum dos filmes de catástrofe: a Terra se abre durante um terremoto, engolindo tudo à sua volta e para depois fechar-se violentamente. Depois de passar anos dizendo que isso não acontece, sismólogos descobriram que há um quê de verdade nisso.

Um terremoto acontece quando duas placas tecnônicas deslizam lado a lado ou quando uma mais pesada submerge sob uma mais leve. Essas são as explicações simplificadas que vemos nas aulas de geografia ou nas estrevistas com sismólogos quando a terra treme em algum lugar do mundo. Mesmo assim, alguns abalos são tão catastróficos que os cientistas precisam estudá-los por anos para entender como aconteceram. O melhor exemplo recente desse fenômeno é o chamado terremoto Tohoku, o sismo de 9 graus seguido de um tsunami que chacoalhou o Japão inteiro, causando até uma catástrofe nuclear.

Esquema simplificado de uma falha de compressão. Quando o plano de ruptura é muito íngreme, tem-se uma falha reversa. A ponta da placa em elevação é conhecida como parede suspensa.

Esquema simplificado de uma falha de compressão. Quando o plano de ruptura é muito íngreme, tem-se uma falha reversa. A ponta da placa em elevação é conhecida como parede suspensa.

O que aconteceu naquele dia 11 de março de 2011 ao longo da costa nordeste japonesa foi causado por uma falha de compressão [thrust fault] ou cavalgamento. Nesse caso, uma placa comprime a outra num plano inclinado e acaba vindo pra cima quando a pressão passa de certo limite, formando uma parede suspensa (vide esquema acima).

Mas esse movimento (quase) vertical não é tão simples quanto parece, segundo uma equipe de engenheiros e cientistas do Caltech e da École Normale Supérieure (ENS) de Paris. Esses cientistas descobriram que quando uma ruptura se desloca rapidamente rumo à superfície ao longo de uma falha de compressão, a ponta de uma das placas pode afastar-se da outra por alguns metros e fechar-se logo em seguida. Na prática, é como se fosse uma chicotada tectônica.

Ao investigar o fenômeno de Tohoku, os pesquisadores descobriram que as placas não apenas escorregaram em profundidades rasas mas se deslocaram por até 50 metros em alguns pontos. Essa é a origem do tsunami que teve ondas de até 20 metros e acabou matando milhares de pessoas. Mas como as placas tectônicas puderam se movimentar tanto de uma vez só? Alguma coisa deveria estar anulando o atrito entre as placas. A explicação mais simples era que a Terra se abriu, as placas se moveram e se fecharam violentamente.

Para comprovar essa hipótese, o sismólogo Hiroo Kanamori (ENS) buscou a colaboração de Ares Rosakis, professor de engenharia mecânica e aeronáutica no Caltech. Os dois fizeram experimentos no chamado “Túnel de Vento Sismológico” da instituição californiana. Para simular um terremoto por falha de compressão em laboratório, você vai precisar de placas de plástico, sensores ópticos, fusíveis e lasers. Não se esqueça da tesoura sem ponta e da supervisão de um adulto.

Primeiro, pegue uma placa de plástico transparente e com propriedades mecânicas equivalentes à de uma rocha. Corte essa placa pela metade e depois coloque os dois pedaços juntos, aplicando uma pressão. Isso vai simular uma carga tectônica sobre uma falha. Para fazer o terremoto, coloque um pequeno fusível de níquel-cromo no local onde deve ficar o epicentro do tremor. Ao acionar o fusível, você vai perceber que a fricção local vai diminuir, o que permite a rápida propagação da ruptura da falha em miniatura. Como o plástico utilizado também é fotoelástico, é possível observar visualmente a propagação das ondas de choque através da aplicação de luz. Grave tudo usando câmeras de alta velocidade e velocímetros a laser.

Quando terminaram de fazer tudo isso e analisaram os dados do experimento, Kanamori, Rosakis e seus colaboradores descobriram que, de fato, é possível haver um terremoto violento causado pela abertura, deslocamento e choque entre duas placas tectônicas. Então por que isso não foi previsto ou explicado mais cedo?

Esta animação divulgada pelo Caltech ajuda a esclarecer os achados experimentais de Kanamori et. al. Note como a parede suspensa é deformada e sofre um movimento de chicote antes de se assentar.

Esta animação divulgada pelo Caltech ajuda a esclarecer os achados experimentais de Kanamori et. al. Note como a parede suspensa é deformada e sofre um movimento de chicote antes de se assentar.

Rosakis explica ao Phys.org que isso se deve aos modelos computacionais “programados de uma maneira que dita que as paredes da falha jamais se separam uma da outra”. Simulações feitas por computador, afinal, só são feitas com base nas suposições de seus programadores. Como os sismólogos diziam que esse tipo de choque não podia acontecer, as simulações de terremoto não levavam isso em conta.

Para confirmar suas observações experimentais, Kanamori et. al. também fizeram uma simulação computacional — mas acrescentaram a variável da abertura das falhas. Os resultados, publicados na revista Nature, confirmaram não só que esse efeito chicote pode acontecer como a terra pode se abrir e fechar em falhas de compressão submarinas ou continentais. A descoberta desse mecanismo deve aperfeiçoar nosso entendimento sobre como se formam os tsunamis e, de quebra, torna os filmes de catástrofe um pouco mais verossímeis.

Referência

rb2_large_gray25Vahe Gabuchian et al. Experimental evidence that thrust earthquake ruptures might open faults [Evidência experimental de que rupturas de terremotos por compressão podem abrir as falhas]. Nature, v. 545, n. 7654, pp. 336–339 (18 May 2017) DOI: 10.1038/nature22045

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...