Falha Tectónica Misteriosa Encontrada ao Largo da Califórnia

Um novo método que usa cabos de fibra óptica identificou um sistema de falhas previamente escondido – e pode revelar mais surpresas sísmicas por todo o mundo.

Wednesday, December 11, 2019,
Por Madeleine Stone
O sistema de falhas recém-descoberto encontra-se na Baía de Monterey, ao longo da costa da Califórnia.
O sistema de falhas recém-descoberto encontra-se na Baía de Monterey, ao longo da costa da Califórnia.
Fotografia de Frans Lanting, Nat Geo Image Collective

Sob as águas azuis escuras da Baía de Monterey, poucos quilómetros a sudeste de Santa Cruz, na Califórnia, foi descoberto um conjunto de falhas a espreitar no fundo do oceano.

Estas rugas recém-descobertas na crosta terrestre, descritas num artigo publicado no dia 29 de novembro na Science, ainda são em grande parte um mistério. Não sabemos muito sobre o seu tamanho, forma ou atividade. Ainda assim, as descobertas mostram que, mesmo num dos cantos sismicamente mais estudados do planeta, os mapas de falhas no fundo do oceano estão incompletos. Este facto pode ser problemático, porque se não soubermos onde estão as falhas no fundo do mar, as comunidades costeiras não sabem quais são as ameaças de terramoto ou tsunami que podem vir a enfrentar.

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Esta nova investigação também oferece uma solução para preencher as lacunas sobre o nosso conhecimento tectónico: podemos aproveitar as centenas de milhares de quilómetros de cabos de fibra óptica que alimentam a internet todos os dias. Estas falhas foram descobertas por cientistas na Califórnia com um cabo de fibra óptica da grossura de uma mangueira de jardim que atravessa o fundo da Baía de Monterey, e que foi propositadamente transformando em matriz sísmica.

Os investigadores esperam que este novo método possa um dia ser usado para recolher dados sísmicos nas grandes cidades, dado que já são sustentadas por redes de cabos de telecomunicações de fibra óptica, mas que não têm o orçamento ou o espaço físico para instalar milhares de sismómetros. Enquanto isso, os cabos diretamente localizados no exterior dos principais centros populacionais podem ser reequipados para servirem de espinha dorsal para os novos sistemas de alerta precoce.

“As possibilidades são imensas”, diz o coautor do estudo, Craig Dawe, do Instituto de Pesquisa do Aquário da Baía de Monterey.

Iluminar o fundo do mar
Por toda a região oeste dos EUA, uma densa rede de estações sísmicas fornece aos geólogos um fluxo constante de informações sobre o movimento da crosta terrestre, permitindo a monitorização das falhas ativas mais famosas e a deteção de novos tremores a qualquer momento. Mas quando navegamos pelas águas do Pacífico, o número de estações de deteção sísmica diminui drasticamente. Os mapas que temos das falhas também se tornam mais irregulares, o que significa que muitas vezes não só não conseguimos detetar os tremores submarinos, como não sabemos exatamente onde procurar.

"Em terra, acreditamos que compreendemos tudo sobre a crosta terrestre", diz o autor principal do estudo, Nate Lindsey, doutorando na Universidade da Califórnia, em Berkeley. "Mas, ao largo da costa, é como os postes de iluminação – quando acendemos uma luz no fundo do mar, conseguimos ver alguma coisa. Só que não temos muita iluminação."

Nate e os seus colegas estão agora a tentar iluminar o fundo do mar com uma técnica emergente chamada sensor de acústica distribuída. O método envolve disparar pulsos de luz laser através de um cabo de fibra óptica até encontrar variações de densidade muito pequenas nos fios de vidro, fazendo com que a luz regresse à fonte. Estas variações são influenciadas pelo movimento do solo, o que significa que os sismólogos podem usar padrões de retroespalhamento para detetar sismos ou até descobrir novas estruturas de falhas.

"Conseguimos obter informações que um sismómetro nos daria se existisse um sismómetro a cada dois metros", diz Philippe Jousset, geofísico no Centro Alemão de Pesquisa em Geociências da GFZ. "Conseguimos aumentar a resolução espacial até 100 vezes, e talvez mais."

Nate e a equipa passaram cerca de 8 meses a validar esta técnica recolhendo medições com um cabo terrestre gerido pelo Departamento de Energia dos EUA, perto de Sacramento. Depois, em março de 2018, quando o cabo científico do Monterey Accelerated Research System, ou MARS, ficou offline para uma manutenção programada, surgiu uma oportunidade para testar o método ao largo da costa.

Normalmente, este feixe de 50 km de cabos de fibra óptica leva energia até um observatório permanente nas profundezas do mar. Porém, durante 4 dias, Nate e os seus colegas dispararam luz laser através do cabo e recolheram dados sísmicos. A luz viajou cerca de 20 km, criando efetivamente uma rede de 10.000 sismómetros submarinos.

Durante a experiência, a costa perto de Gilroy, na Califórnia, foi atingida por um sismo de magnitude 3.4. As ondas sísmicas do evento repercutiram-se pelo fundo do mar, dispersando parte da sua energia enquanto se moviam pelas zonas de falhas,  iluminando assim uma estrutura marítima previamente invisível.

Mudança sísmica de paradigma
Agora que a equipa demonstrou que este método funciona ao largo da costa, desejam vê-lo aplicado a outros ambientes oceânicos, sobretudo nas regiões costeiras que enfrentam ameaças sísmicas já conhecidas.

Atualmente, em termos de distância lateral, este tipo de monitorização sísmica tem o seu alcance limitado a algumas dezenas de quilómetros. Mas é suficiente para iluminar uma enorme variedade de ambientes pouco estudados ao largo da costa, como a zona de subdução de Cascadia, no noroeste do Pacífico, e conseguir uma monitorização sísmica muito detalhada. (Leia sobre a placa tectónica ao largo de Portugal que pode estar em rutura.)

“As ligações submarinas de fibra ótica existentes nos estados de Oregon e Washington podem ser usadas para fornecer dados de monitorização sobre tsunamis e terramotos, e podem servir de alerta precoce e para estudos científicos básicos num reino obscuro", diz Paul Bodin, gestor da Rede Sísmica do Noroeste do Pacífico. O novo estudo, acrescenta Paul, oferece uma espreitadela de 4 dias pelo buraco de uma fechadura que nos mostra algo que um dia poderemos vir a fazer 24 horas por dia, 7 dias por semana.

E apesar de não ser surpreendente encontrarmos novas falhas ao longo desta zona da plataforma continental da Califórnia, uma vez que é uma área sismicamente muito ativa, as novas investigações podem ajudar os cientistas a avaliar as estruturas tectónicas e a determinar se representam algum tipo de perigo.

A equipa de Nate espera eventualmente poder usar o cabo MARS durante cerca de um ano, para recolher dados adicionais sobre o ambiente sísmico. Craig Dawe diz que esta experiência conseguiu iluminar apenas uma parte do fundo do mar, por onde o cabo MARS atravessa, mas com um aperfeiçoamento tecnológico adicional os cientistas podem ser capazes de iluminar toda a sua extensão – e isso pode dar origem a mais descobertas inesperadas.

“Se conseguirmos monitorizar toda a extensão, é possível mapear as falhas com muita precisão. Isso sim, seria uma mudança de paradigma.”
 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

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