Os pesquisadores do Caltech usaram técnicas avançadas de imagem para investigar o aumento da atividade sísmica na cratera Long Valley, na Califórnia, um supervulcão adormecido. Os seus resultados sugerem que a região não está à beira de uma grande erupção, mas está a sofrer atividade sísmica devido a processos de arrefecimento.
Desde a década de 1980, os investigadores observaram períodos distintos de instabilidade numa área a leste das montanhas da Sierra Nevada, na Califórnia, caracterizada por enxames de terramotos e períodos durante os quais o solo inchou e subiu quase um centímetro por ano. A atividade é preocupante porque a área, conhecida como Long Valley Caldera, fica no topo de um enorme vulcão adormecido. A cratera Long Valley foi formada há 760 mil anos em uma erupção violenta que expeliu 650 quilômetros cúbicos de cinzas no ar – cinzas suficientes para cobrir toda a área de Los Angeles com uma camada de sedimentos de 1 quilômetro de espessura.
Imagens inovadoras revelam a história por dentro
A atividade vulcânica tornou-se cada vez mais frequente nas últimas décadas. Qual é a razão por trás disso? Será que a área está se preparando para outro surto? Ou será que o aumento da actividade é na verdade um sinal de que o risco de uma grande erupção está a diminuir?
Para responder a estas questões, os investigadores do Caltech criaram a imagem mais detalhada até agora do subsolo da cratera Changgu, que atinge profundidades de até 10 quilómetros na crosta terrestre. Estas imagens de alta resolução revelam a estrutura da Terra abaixo da cratera e sugerem que a recente actividade sísmica é causada por fluidos e gases libertados à medida que a área arrefece e diminui.
A Caldeira Changgu é o local de uma supererupção vulcânica em grande escala há 760.000 anos. O que aconteceu sob a superfície da Caldeira Changgu? Um novo estudo que utilizou ondas sísmicas para obter imagens do ambiente subterrâneo da região descobriu que a câmara de magma está a arrefecer. Ainda assim, gases e líquidos liberados quando o magma cristaliza podem causar terremotos. Fonte: E.Biondi
Esta pesquisa foi conduzida no laboratório do professor de geofísica Zhongwen Zhan (Ph.D. '14). Um artigo descrevendo a pesquisa foi publicado em 18 de outubro na revista Science Advances.
"Não acreditamos que a área esteja se preparando para outra erupção de supervulcão, mas o processo de resfriamento pode liberar gases e líquidos suficientes para desencadear terremotos e pequenas erupções. Por exemplo, em maio de 1980, ocorreram quatro terremotos de magnitude 6 na área", disse Zhan Zhongwen.
Imagens de alta resolução mostram que a câmara de magma do vulcão é coberta por uma camada dura de rocha cristalina, que se forma quando o magma líquido esfria e solidifica.
Tecnologia de imagem inovadora
Para criar imagens do subsolo, os pesquisadores inferem a aparência do ambiente subterrâneo medindo as ondas sísmicas produzidas pelos terremotos. Os terremotos produzem dois tipos de ondas sísmicas: ondas primárias (ondas P) e ondas secundárias (ondas S). Os dois tipos de ondas sísmicas viajam a velocidades diferentes em materiais diferentes - as ondas sísmicas viajam lentamente em materiais elásticos como líquidos, mas muito rapidamente em materiais rígidos como rochas. Ao utilizar sismógrafos em diferentes locais é possível medir as diferenças no tempo das ondas e determinar as propriedades do material através do qual elas passam – quão elástico ou rígido ele é. Desta forma, os investigadores podem criar uma imagem do ambiente subterrâneo.
fonte do terremoto
Existem dezenas de sismógrafos em toda a área de Dongshan, mas a tecnologia utilizada pelos investigadores utiliza cabos de fibra óptica (como os que fornecem a Internet) para realizar medições sísmicas, um processo denominado detecção acústica distribuída (DAS). Os 100 quilómetros de cabo utilizados para obter imagens da caldeira de Changgu equivalem a 10.000 sismógrafos de componente único. Ao longo de um ano e meio, a equipe usou o cabo para medir mais de 2.000 eventos sísmicos, a maioria dos quais eram pequenos demais para serem sentidos pelas pessoas. Algoritmos de aprendizado de máquina processam essas medições e geram imagens.
Este estudo é o primeiro a usar DAS para produzir imagens tão profundas e de alta resolução. Imagens anteriores de estudos de tomografia local eram limitadas a ambientes subterrâneos rasos com cerca de 5 quilômetros de profundidade ou cobriam áreas maiores em resoluções mais baixas.
“Esta é a primeira demonstração de como o DAS pode mudar a nossa compreensão da dinâmica da crosta terrestre”, disse Ettore Biondi, cientista do DAS no Caltech e primeiro autor do artigo. "Estamos entusiasmados em aplicar técnicas semelhantes a outras áreas onde temos curiosidade sobre ambientes subterrâneos."
Em seguida, a equipa planeia usar um cabo de 200 quilómetros de comprimento para obter imagens mais profundas da crosta terrestre, talvez entre 15 e 20 quilómetros de profundidade, onde a câmara de magma da cratera – o seu “coração pulsante” – está a arrefecer.