Fonte de tsunami global misterioso encontrada perto da Antártida

Um sismo raro que perturbou as águas em três oceanos está a ajudar os cientistas a compreender como os diferentes tipos de terramotos podem desencadear tsunamis.

A remota ilha Geórgia do Sul, na imagem, é a massa de terra habitada mais próxima de um sismo invulgar que enviou vagas de tsunami pelo mundo inteiro. A ilha Geórgia do Sul e as desabitadas ilhas Sandwich do Sul, onde aconteceu o terramoto, formam juntas um Território Ultramarino Britânico no Atlântico Sul, a nordeste da Antártida.

Fotografia por Peter Fisher
fotografias de Peter Fisher
Publicado 18/02/2022, 10:54

Quando as desabitadas ilhas Sandwich do Sul começaram a emanar uma série misteriosa de tremores, cientistas pelo mundo inteiro ficaram perplexos com o acontecimento

Primeiro, um terramoto de magnitude 7.5 atingiu as ilhas, que são um Território Britânico Ultramarino nas águas geladas do sul do Oceano Atlântico. Três minutos depois, um sismo de magnitude 8.1 sacudiu novamente a região.

Estes tremores, que aconteceram no dia 12 de agosto de 2021, não eram invulgares por si só, já que as ilhas ficam no topo de um ponto de colisão de placas tectónicas. A parte estranha foi os sismos terem sido seguidos por um tsunami com força suficiente para chegar até às costas distantes ao longo dos oceanos Atlântico, Pacífico e Índico. Embora a rebentação das ondas não tenha sido destruidora, este foi o primeiro tsunami, desde o tsunami catastrófico de 2004, a ser registado em três oceanos diferentes.

As históricas estações baleeiras na ilha Geórgia do Sul, como esta em Grytviken, foram abandonadas, mas o Programa Britânico de Pesquisa Antártica mantém uma estação de pesquisa em King Edward Point. As ilhas Sandwich do Sul, por sua vez, estão atualmente desabitadas. Não existe uma estação de monitorização geofísica nestas ilhas ou sismómetros no fundo oceânico, tornando os sismos difíceis de estudar.

Fotografia por Peter Fisher

Embora alguns tipos de terramotos sejam conhecidos por provocar tsunamis, as estimativas iniciais de profundidade para os sismos mais recentes sugerem que estes foram demasiado profundos para flexionar suficientemente o fundo do mar e empurrar um enorme volume de água. “Era um grande mistério e um grande desafio para a comunidade sismológica”, diz Zhe Jia, estudante de geofísica no Instituto de Tecnologia da Califórnia.

Depois de meses a tentar decifrar esta enigmática sequência de tremores, Zhe Jia e os seus colegas acreditam ter descoberto o que aconteceu. Num estudo publicado este mês na revista Geophysical Research Letters, a equipa de investigadores concluiu que, na verdade, houve cinco grandes ruturas naquele dia – com componentes de um único sismo poderoso – que aconteceram com poucos minutos de diferença umas das outras. Uma destas ruturas, anteriormente enterrada nos ruídos dos sinais sísmicos, foi poderosa e rasa o suficiente para desencadear um tsunami capaz de atravessar vários oceanos.

Ao decifrar este evento sísmico invulgar, os geocientistas podem aprofundar a sua compreensão sobre a forma como os terramotos geram tsunamis. “Dependemos muito das estimativas sísmicas iniciais para adivinhar se um determinado sismo desencadeou um tsunami”, diz Judith Hubbard, geóloga estrutural do Observatório da Terra em Singapura, que não participou no estudo.

 “Creio que este evento nos está a dizer que os nossos sistemas de deteção de tsunamis podem não ser bons o suficiente.”

Esta estranha série de sismos também faz com que os investigadores se interroguem se algum dia compreenderemos a fundo as diversas complexidades do nosso planeta. “À medida que o tempo passa e observamos mais eventos destes, os terramotos geralmente têm tendência para ficar mais estranhos e complicados”, diz Stephen Hicks, sismólogo do Imperial College de Londres que também não esteve envolvido no estudo.

A costa da remota ilha Geórgia do Sul é pontilhada por glaciares. Em agosto de 2021, o sismo que aconteceu nas proximidades enviou ondas de tsunami até costas distantes ao longo dos oceanos Atlântico, Pacífico e Índico.

Fotografia por Peter Fisher

Placas descendentes, sobrancelhas levantadas

Nas profundezas por baixo das isoladas ilhas Sandwich do Sul, a placa tectónica sul-americana mergulha sob a placa Sandwich do Sul a uma velocidade modesta de 7 centímetros por ano. A desigualdade na moagem entre estas duas placas acumula stress ao longo do tempo. Por vezes, este stress é libertado sob a forma de terramotos – incluindo sismos que podem gerar tsunamis.

As vagas costeiras enormes geralmente são criadas quando algo desloca muita água. “Neste caso, o que desencadeou o tsunami foi a deformação no fundo do mar”, diz Juddith Hubbard, porque aqui um terramoto precisava de ser raso o suficiente para dar origem a um tsunami como este.

“O terramoto de magnitude 7.5 registado no dia 12 de agosto ocorreu a uma profundidade de 46.000 metros, sendo pouco provável que tenha gerado o tsunami de propagação global que foi observado muito mais tarde”, diz Zhe Jia. O evento de magnitude 8.1 que aconteceu pouco depois foi um evento um pouco mais suspeito, com uma profundidade menor de 22.000 metros.

Os sinais sísmicos gerados por esta sequência de terramotos eram verdadeiramente confusos. Os dois terramotos aconteceram com pouco tempo de diferença um do outro, numa sucessão muito rápida. Os dados gerados são um pouco o que acontece quando temos a gravação de uma pessoa a falar e outra pessoa começa a gritar por cima, criando muito ruído indecifrável. Os sistemas automatizados tiveram dificuldade em processar valores consistentes para a magnitude, localização e profundidade do segundo tremor.

“Pensávamos que nos estava a faltar qualquer coisa”, diz Zhe Jia.

Esquerda: Superior:

A Igreja Grytviken, também chamada Igreja dos Baleeiros, é uma igreja anglicana norueguesa construída na ilha Geórgia do Sul em 1913.

Direita: Fundo:

Uma casca de ovo de pinguim abandonada na ilha Geórgia do Sul.

fotografias de Peter Fisher

Terramoto sanduiche

Ao longo dos meses seguintes, Zhe Jia e a sua equipa desenlearam a teia de ondas sísmicas registadas naquele dia, removendo as interferências e identificando as ruturas individuais no meio do caos. Em última análise, os investigadores descobriram que não houve apenas duas grandes ruturas envolvidas neste evento, mas sim cinco, todas num espaço de tempo de apenas 260 segundos.

“Por outras palavras, foi só um terramoto”, diz Stephen Hicks. Mas foi complicado – e poderoso. “Este evento rompeu uma vasta proporção daquela zona de subdução.”

Os primeiros dois sismos, ambos eventos de magnitude 7.2, duraram apenas 23 e 19 segundos, respetivamente. Estas duas rupturas, quando combinadas, produziram o que se pensava ser o evento único de magnitude 7.5. Os dois últimos terramotos – de magnitude 7.6 e 7.7, respetivamente – também foram tremores de curta duração.

A terceira rutura na rocha, porém, espremida entre as outras, destacou-se. E ficou registada como um evento de magnitude 8.2, ou seja, extremamente poderoso, libertando a maior parte de toda a energia deste terramoto de cinco etapas. Este tremor também foi lento, demorando cerca de 180 segundos. Em parte, foi por isso que permaneceu escondido durante tanto tempo: a equipa não estava a procurar a assinatura sísmica correta.

As formas das ondas sísmicas geradas pelos sismos mais lentos são diferentes das que se obtêm normalmente em casos de ruturas repentinas. Quando Zhe Jia mudou os filtros dos dados registados por uma rede global de sismógrafos para procurar ruturas muito mais lentas, este evento saltou logo à vista.

Para além de ser mais poderoso e prolongado, este terramoto foi bastante raso, com uma profundidade de apenas 13.600 metros – perfeitamente capaz de criar um tsunami global.

Dezenas de milhares de pinguins-rei, a segunda maior espécie de pinguim do mundo, reúnem-se na ilha Geórgia do Sul. Em agosto de 2021, estes animais estariam demasiado longe para sentirem o terramoto.

Fotografia por Peter Fisher

Tremor de proporções globais

Os terramotos raramente são tão simples como aparentam ser inicialmente. Por vezes, como aconteceu no caso do sismo de Kaikōura em 2016, na Nova Zelândia, a complexidade que envolve estes eventos vem ao de cima. Semelhante a um mecanismo defeituoso, o terramoto na Nova Zelândia tinha uma rutura que saltou entre uma dúzia de falhas diferentes. Mas os enigmas do sismo de Kaikōura eram mais fáceis de resolver.

“Nesse caso, estamos a falar de uma rutura de superfície”, diz Kasey Aderhold, sismóloga das Instituições de Pesquisa Incorporadas de Sismologia, que não participou no novo estudo. “Esses eventos rompem várias falhas diferentes, e estão à superfície. Podemos andar sobre o local e observá-las.”

Mas no estranho caso do terramoto de 2021 nas ilhas Sandwich do Sul as coisas são diferentes. “Foi muito profundo, debaixo de água, numa localização bastante remota. Não podemos ir lá tocar ou andar sobre o local”, diz Kasey Aderhold. Não existe uma estação de monitorização geofísica naquelas ilhas, nem sismómetros no fundo do oceano a escutar a zona de subdução a ranger.

Os investigadores só conseguiram desvendar este evento geológico graças à Rede Sismográfica Global – uma rede global de acesso público que conta com 152 sismógrafos operados em conjunto pelo Serviço Geológico e pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA. “É realmente importante”, diz Zhe Jia. “Sem estes dispositivos que registam os estrondos sísmicos vindos de terramotos longínquos, os eventos estranhos como este seriam impossíveis de decifrar.”

Tal como acontece com a maioria dos terramotos mais complexos, ainda restam alguns mistérios por desvendar. A rutura de magnitude 8.2 provavelmente desencadeou o tsunami, mas os detalhes ainda não estão claros.

“Muitos dos tsunamis envolvem deslizamentos submarinos de terras, que podem ser desencadeados por terramotos”, diz Robert Larter, geofísico marinho do Programa Britânico de Pesquisa Antártica. “Pessoalmente, tenho dúvidas de que tenha sido esse o caso aqui.” A única maneira de o verificar seria examinar o fundo do mar – talvez com uma embarcação equipada com sonar ou com submersíveis robóticos – e comparar a sua aparência com a dos mapas batimétricos mais antigos.

Os geólogos também se interrogam se a zona de subdução sob as ilhas Sandwich do Sul pode continuar a desencadear fortes terramotos. A rutura registada no ano passado foi expansiva e muito poderosa. “Será que isto significa que provavelmente só se irá romper num evento daqui a 500 ou mil anos?” pergunta Stephen Hicks. A falta de instrumentos de monitorização nesta região dificulta bastante a resposta a esta questão.

O lado positivo da descoberta deste terramoto quíntuplo reside no facto de melhorar a capacidade dos cientistas em decifrar eventos semelhantes na próxima vez. “Isto oferece a oportunidade para detetarmos estes tipos de eventos lentos de rutura a partir dos dados sísmicos e, com isso, podemos acionar alertas com mais antecedência e precisão”, diz Juddith Hubbard.

O lado negativo, porém, é o de que esta não vai ser a última vez em que um terramoto engana os cientistas que tentam mitigar os seus efeitos mais destruidores. Como diz Robert Larter, “o mundo natural está cheio de surpresas”.
 

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

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