Resumo:
Quando ocorre um terremoto, grandes mudanças de atrito e tensão ocorrerão entre as camadas rochosas subterrâneas. Os cientistas há muito que tentam explicar um fenómeno intrigante: porque é que as falhas submarinas podem deslizar dezenas de metros num espaço de tempo muito curto, quando ocorrem determinados grandes terramotos, e até desencadear tsunamis extremamente destrutivos?
Um estudo mais recente realizado por uma equipe de pesquisa da Universidade Pública de Osaka, no Japão, pode fornecer uma nova explicação para esse problema. Os pesquisadores descobriram antigas rochas falhadas formadas há cerca de 15 milhões de anos na Península de Boso, no Japão, que preservam uma estrutura geológica incomum. A análise mostra que durante fortes terremotos, a argila dentro da falha pode ter sofrido mudanças drásticas, e sua viscosidade já esteve próxima do nível da água, fazendo com que as camadas rochosas originalmente fortemente interligadas formassem repentinamente um estado semelhante à lubrificação líquida.
Isso significa que as falhas sísmicas nem sempre se movem devido à fricção dos sólidos uns contra os outros. Sob certas condições, o material dentro de uma falha pode fluidificar rapidamente, reduzindo significativamente a resistência ao escorregamento.
A pesquisa foi liderada pelo professor Tetsuro Hirono, da Universidade Pública de Osaka. A equipe conduziu um levantamento detalhado de rochas antigas expostas na Península de Boso. Essas rochas foram formadas no fundo do mar há cerca de 15 milhões de anos. Uma das antigas falhas sísmicas preserva camadas rochosas onduladas e curvas incomumente óbvias, bem como estruturas complexas que se assemelham a vórtices fluidos.
Os pesquisadores descrevem essas estruturas como tendo características turbulentas. Normalmente, os materiais em falhas rochosas formam arranjos relativamente estáveis sob processos geológicos de longo prazo, mas as camadas rochosas descobertas desta vez mostram sinais óbvios de fluxo, como se tivessem experimentado um rápido movimento de líquido num espaço estreito.
Para descobrir como estas estruturas se formaram, a equipa de investigação utilizou métodos de mecânica dos fluidos para analisar a morfologia das formações rochosas, ligando-as, em última análise, a um processo geológico chamado "pressurização térmica".
A pressurização térmica ocorre frequentemente durante o rápido deslizamento de falhas sísmicas. Quando as rochas em ambos os lados da falha se movem repentinamente umas em relação às outras, o enorme atrito gerará uma grande quantidade de calor em um tempo muito curto. Existem muitos poros minúsculos dentro das rochas, que geralmente contêm água. Quando o calor friccional aquece rapidamente esta água, a pressão do fluido dentro dos poros aumenta acentuadamente.
Como a água está confinada dentro da rocha, a pressão não pode ser liberada a tempo, enfraquecendo assim a resistência ao atrito entre as rochas em ambos os lados da falha. À medida que a resistência ao atrito diminui, a falha pode acelerar ainda mais o deslizamento, gerar mais calor e continuar a aumentar a pressão dos poros.
Este processo pode formar um feedback positivo: quanto mais rápido a falha desliza, mais calor é gerado; quanto maior a pressão da água, menor a resistência ao atrito entre as rochas; quando a resistência é reduzida, a falta pode deslizar em maior escala.
Os investigadores acreditam que as estruturas especiais preservadas nas antigas rochas da Península de Boso são as evidências geológicas deixadas por este processo de pressurização térmica.
O professor Tetsuro Hirono disse que a análise da equipe de pesquisa mostrou que a viscosidade do material dentro da falha pode estar próxima do nível da água. A magnitude desta mudança é surpreendente, o que significa que os materiais argilosos que originalmente tinham alta resistência ao atrito podem se transformar em um estado quase líquido durante os terremotos e atuar como uma camada lubrificante dinâmica.
Uma vez que este fenómeno ocorre numa área de falha pouco profunda perto do fundo do mar, pode ter consequências particularmente graves. Devido à queda repentina na resistência às falhas, as formações rochosas podem sofrer deslocamentos em grande escala muito além das expectativas convencionais, o que por sua vez promove a elevação ou subsidência geral do fundo do mar, perturbando grandes quantidades de água do mar e formando tsunamis.
Em março de 2011, um grande terremoto com magnitude de 9,1 ocorreu na região de Tohoku, no Japão. O terremoto durou quase 6 minutos. Ocorreu deslizamento em grande escala de falhas submarinas, eventualmente desencadeando um tsunami devastador. O desastre causou graves vítimas e resultou em um acidente nuclear na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi.
Os investigadores acreditam que o mecanismo pelo qual a sobrealimentação térmica provoca uma diminuição acentuada na resistência ao atrito das falhas pode ajudar a explicar porque é que alguns grandes sismos podem produzir deslocamentos tão grandes do fundo do mar. No entanto, as rochas com 15 milhões de anos descobertas até agora não provam que o mesmo processo tenha ocorrido no terramoto de Tohoku em 2011, no Japão. Fornece um possível mecanismo apoiado por evidências físicas, em vez de uma redução direta de um terremoto moderno.
Esta pesquisa tem valor potencial para futuras avaliações de risco de terremotos e tsunamis.
Atualmente, a avaliação de risco sísmico geralmente requer uma consideração abrangente de fatores como localização de falhas, estrutura rochosa, registros históricos de terremotos e velocidade de movimento da placa. No entanto, as alterações nas propriedades físicas que podem ocorrer no material dentro da falha no momento de um terremoto nem sempre podem ser incorporadas com precisão nos modelos de previsão.
Se os cientistas puderem compreender melhor as alterações de viscosidade dos diferentes materiais da falha sob condições de alta temperatura, alta pressão e deslizamento rápido, poderá ser possível estimar com mais precisão até onde a falha pode se mover quando ocorre um terremoto, e quão grande pode ser o deslocamento do fundo do mar.
A equipe de pesquisa espera aplicar o método de análise estabelecido desta vez às falhas ativas modernas, especialmente às falhas rasas em zonas de subducção que podem desencadear grandes tsunamis.
Este tipo de falha, localizada em áreas onde uma placa tectônica mergulha sob outra, é o local de muitos dos maiores terremotos e tsunamis do mundo. Como as falhas rasas estão diretamente próximas do fundo do mar, o deslizamento em grande escala que ocorre nelas pode ter um impacto mais direto na água do mar.
Resultados relevantes da pesquisa foram publicados na revista "Scientific Reports" em 27 de junho de 2026. O artigo é intitulado "Material de falha rasa na zona de subducção exibe fluxo turbulento durante terremotos".
Este estudo revela uma ligação facilmente ignorada no mecanismo físico dos terremotos: as falhas nem sempre mantêm características de atrito fixas. Sob condições extremas, seus materiais internos podem sofrer mudanças drásticas em um tempo muito curto, passando de uma interface de fricção sólida e dura para um estado próximo à lubrificação líquida.
Esta descoberta fornece novas direções de pesquisa para entender por que grandes terremotos produzem subitamente deslocamentos inesperados e como avaliar o risco de tsunami resultante.
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