Um enorme reservatório de água foi descoberto abaixo do fundo do mar perto da Nova Zelândia e pode ajudar a esclarecer a mecânica dos terremotos de deslizamento lento e da atividade tectônica. Os pesquisadores descobriram a quantidade de água de um oceano enterrada nas profundezas dos sedimentos e rochas de um planalto vulcânico perdido nas profundezas da crosta terrestre. Imagens sísmicas tridimensionais mostram que a água, localizada a três quilómetros abaixo do nível do mar, ao largo da costa da Nova Zelândia, pode estar a suprimir uma grande falha sísmica na Ilha Norte da Nova Zelândia.
Um instrumento de imagem sísmica é rebocado por um navio de pesquisa durante uma pesquisa na zona de subducção de Hikurangji, na Nova Zelândia. Liderada pelo Instituto Geofísico da Universidade do Texas, a pesquisa descobriu um vasto e antigo reservatório de água enterrado a quilômetros abaixo do fundo do oceano. Crédito da imagem: Instituto Geofísico da Universidade do Texas/Adrien Arnulf
Terremotos de deslizamento lento e água
A falha é conhecida por produzir terremotos em câmera lenta, conhecidos como terremotos de deslizamento lento. Esses terremotos liberam tensões tectônicas reprimidas ao longo de dias ou semanas e são ecologicamente corretos. Os cientistas querem saber por que certas falhas sofrem tais terremotos com mais frequência do que outras.
Acredita-se que muitos terremotos de deslizamento lento estejam relacionados às águas subterrâneas. No entanto, até agora, não houve nenhuma evidência geológica direta da existência de um reservatório tão grande nesta falha específica na Nova Zelândia.
O Planalto Hikurangi é o remanescente de uma série épica de erupções vulcânicas no Pacífico há 125 milhões de anos. Uma recente pesquisa sísmica (retângulo vermelho) conduzida pelo Instituto de Geofísica da Universidade do Texas capturou imagens da descida do planalto na zona de subducção de Hikurangji, na Nova Zelândia (linha vermelha). Crédito da foto: Andrew Gass
"Ainda não podemos ver a profundidade suficiente para saber exatamente qual é o impacto na falha, mas podemos ver que a quantidade de água que afunda aqui é na verdade muito maior do que o normal", disse o principal autor do estudo, Andrew Gase, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Geofísica da Universidade do Texas (UTIG).
O estudo, publicado recentemente na revista Science Advances, foi concluído com base em um cruzeiro sísmico e perfuração científica oceânica liderada por pesquisadores da UTIG.
Buscando uma compreensão mais profunda
Gass, agora pesquisador de pós-doutorado na Western Washington University, pediu uma perfuração mais profunda para descobrir onde a água foi parar, para que os pesquisadores possam determinar se ela afeta a pressão ao redor da falha – informação importante, disse ele, que poderia ajudar a levar a uma compreensão mais precisa de grandes terremotos.
A origem do reservatório
O local onde os investigadores encontraram a água faz parte de um enorme campo vulcânico que se formou há 125 milhões de anos, quando um fluxo de lava do tamanho dos Estados Unidos rompeu a superfície da Terra no Oceano Pacífico. Este evento foi uma das maiores erupções vulcânicas conhecidas na Terra e durou milhões de anos.
Gass usou varreduras sísmicas para construir uma imagem tridimensional do antigo planalto vulcânico, na qual viu sedimentos em camadas espessas ao redor de vulcões enterrados. Seus colaboradores da UTIG conduziram experimentos de laboratório em amostras de testemunhos de perfuração de rochas vulcânicas e descobriram que a água representa quase metade do volume da rocha vulcânica.
Imagens sísmicas do Planalto Hikurangi revelam detalhes do interior da Terra e sua composição. A camada azul esverdeada abaixo da linha amarela mostra água enterrada na rocha. Pesquisadores do Instituto Geofísico da Universidade do Texas acreditam que esta água pode amortecer os terremotos na zona de subducção próxima de Higurangi. Fonte: Andrew Gase
"A crosta oceânica normal deveria conter muito menos água quando atingir cerca de 7 milhões ou 10 milhões de anos de idade. A crosta oceânica na varredura sísmica é dez vezes mais velha que o normal, mas ainda é muito mais úmida", disse ele.
Gass especula que mares rasos devido a erupções vulcânicas transformaram alguns vulcões em rochas porosas e fragmentadas que atuaram como aquíferos para armazenar água à medida que eram enterrados. Com o tempo, as rochas e fragmentos de rocha transformaram-se em argila, retendo mais água.
Impacto na compreensão dos terremotos
A descoberta é importante porque os cientistas acreditam que a pressão das águas subterrâneas pode ser um factor chave na criação de condições que libertam a tensão tectónica através de terramotos de deslizamento lento. Isso geralmente ocorre quando sedimentos ricos em água são soterrados por falhas, retendo a água no subsolo. No entanto, existem poucos sedimentos marinhos típicos na falha da Nova Zelândia. Em vez disso, os investigadores acreditam que vulcões antigos e rochas transformadas – agora argilas – transportavam grandes quantidades de água à medida que eram engolidas por falhas.
O diretor da UTIG, Demian Saffer, é um dos coautores do estudo e co-cientista-chefe da missão científica de perfuração.
“Isso ilustra muito claramente a correlação entre os fluidos e a forma como as falhas tectônicas se movem, incluindo o comportamento sísmico”, disse ele. “Isto é o que inferimos a partir de experiências de laboratório e o que algumas simulações de computador prevêem, mas há poucas experiências de campo explícitas que testem isto à escala das placas tectónicas”.