Terremoto detectado a 751 km abaixo da superfície terrestre devia ser impossível

Aqui em nosso planeta, a maioria dos terremotos ocorre na crosta, em profundidades de até cerca de 20 km e, eventualmente, no manto superior, 100 km abaixo da superfície. Alguns tremores mais raros podem ocorrer no manto inferior, mas os cientistas detectaram um novo recorde: um terremoto a 751 km abaixo da superfície terrestre. Até então, ninguém sequer esperava que isso fosse possível.

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Na crosta da Terra, as rochas são frias e quebradiças; por isso, quando sofrem algum estresse, elas podem se dobrar pouco e acabam se quebrando, liberando energia como uma mola em espiral. No interior do manto, por outro lado, as rochas são mais quentes e estão sob alta pressão, o que as torna mais “flexíveis”, por assim dizer. Com o estresse, elas podem se dobrar sem quebrar.

A profundidade do terremoto recordista ainda precisa ser confirmada por outros pesquisadores, mas a descoberta parece confiável, de acordo com cientistas que não estavam envolvidos no estudo. Para compreender o fenômeno, os cientistas têm que analisar o comportamento e as transformações das rochas de um tipo para outro, de acordo com a pressão — exatamente como acontece com o grafite, cujas moléculas podem se organizar para formar diamantes.

Grande parte do manto do planeta é feito de um mineral brilhante e verde chamado olivina. A cerca de 400 km abaixo da superfície, a pressão faz com que os átomos desse tipo de rocha se reorganizem em uma estrutura diferente, formando outro mineral, dessa vez azulado, chamado wadsleyita. Mais 100 km abaixo, a wadsleyita se reorganiza novamente em ringwoodita; a cerca de 680 km de profundidade, a ringwoodita se divide em dois minerais: bridgmanita e periclásio.

Ao reproduzir as condições do manto terrestre nessas profundidades, os cientistas puderam estudar como essas rochas se comportam quando as ondas sísmicas se movem através delas. Eles descobriram que cada uma dessas fases de minerais reage de modo diferente às vibrações causadas por grandes terremotos. Em especial, a última transição, que marca o fim do manto superior e o início do manto inferior, as coisas podem ficar um pouco mais “bagunçadas” do que se esperava.

Em experimentos na década de 1980, o mineral pode pular a fase wadsleyita e ir direto para a ringwoodita. E bem na transição da olivina para a ringwoodita, sob pressão suficiente, o mineral se quebra em vez de dobrar, quando expostos a níveis de estresse o suficiente. Isso explica os terremotos anteriormente detectados no manto inferior, como casos em que tremores a 670 km de profundidade foram registrados.

Mas isso não parece explicar tão bem o novo recorde, que ocorreu abaixo das Ilhas Bonin, parte do arco geológico denominado Arco Izu-Bonin-Mariana, na Micronésia, ao sul de Tóquio, no Japão. O tremor aconteceu em uma faixa mais profunda do que a zona de transição entre o manto superior e inferior — ou seja, abaixo das regiões onde o mineral está em sua fase ringwoodita. Uma possibilidade é que a fronteira entre o manto superior e inferior não seja exatamente onde os sismólogos calculam, ao menos na região de Bonin.

Essa explicação faz sentido se considerarmos que a área ao redor da ilha Bonin é uma zona de subducção, onde uma placa de crosta oceânica está “mergulhando” sob uma placa de crosta continental. Esse movimento pode causar um efeito de deformação em níveis mais profundos. "É um lugar complicado, não sabemos exatamente onde fica esse limite entre o manto superior e o inferior", disse Heide Houston, geofísica da Universidade do Sul da Califórnia que não esteve envolvida no trabalho.

Os autores do artigo que descreve a descoberta dizem que a placa subdutora da crosta pode ter se acomodado no manto inferior com firmeza suficiente para colocar as rochas sob uma quantidade de estresse mais elevada, gerando calor e pressão suficientes para causar uma ruptura incomum. Essa explicação pode dispensar a relação com os minerais e suas fases, mas os colegas dos pesquisadores ainda acham que vale a pena investigar melhor as transições dessas rochas sob esses níveis de estresse peculiares.

Além disso, a crosta continental que força o mergulho pressionando o manto é muito mais fria do que os materiais ao redor. Isso significa que os minerais na área podem não estar quentes o suficiente para completar as mudanças de fase que deveriam. Assim, eles não adquirem as propriedades de se dobrar e quebram. De qualquer forma, esses terremotos incrivelmente profundos são raros, mesmo em zonas de subducção de nosso planeta.

O estudo foi publicado na Geophysical Research Letters.

Fonte: Live Science