Pesquisadores de Stanford criaram o primeiro mapa global de um tipo raro de terremoto que ocorre não na crosta terrestre, mas no manto do nosso planeta, a camada situada entre a fina crosta e o núcleo fundido da Terra. O novo mapa ajudará os cientistas a aprender mais sobre a mecânica dos terremotos no manto, abrindo, por sua vez, uma janela para as complexidades e os gatilhos de todos os terremotos.

Conforme relatado em um estudo publicado em 5 de fevereiro na revista Science , terremotos no manto continental ocorrem em todo o mundo, mas se concentram regionalmente, particularmente no Himalaia, no sul da Ásia, e no Estreito de Bering, entre a Ásia e a América do Norte, ao sul do Círculo Polar Ártico. Por meio da análise desses terremotos profundos, os cientistas esperam obter informações únicas sobre o limite entre a crosta e o manto e o comportamento do manto superior – a fonte do magma vulcânico que impulsiona parcialmente os movimentos das placas tectônicas.

“Até este estudo, não tínhamos uma perspectiva global clara sobre quantos terremotos no manto continental realmente ocorrem e onde”, disse o autor principal do estudo,  Shiqi (Axel) Wang , ex-aluno de doutorado no laboratório do professor de geofísica  Simon Klemperer na  Escola de Sustentabilidade Doerr de Stanford . “Com este novo conjunto de dados, podemos começar a investigar as várias maneiras pelas quais esses raros terremotos no manto se iniciam.”

Terremotos no manto continental são profundos demais para causar tremores significativos ou perigo na superfície da Terra. No entanto, suas origens peculiares podem impulsionar diversos campos da geociência, o que, por sua vez, pode aprimorar a compreensão dos riscos associados a terremotos comuns e mais superficiais.

“Embora saibamos, em linhas gerais, que os terremotos geralmente ocorrem onde a tensão é liberada nas falhas geológicas, o motivo pelo qual um determinado terremoto acontece onde acontece e os principais mecanismos por trás disso ainda não são bem compreendidos”, acrescentou Klemperer, autor sênior do estudo. “Os terremotos do manto oferecem uma nova maneira de explorar as origens dos terremotos e a estrutura interna da Terra além dos terremotos crustais comuns.”

Ao contrário da crosta terrestre fria e quebradiça, o manto é uma zona quente e semissólida de rocha densa com cerca de 2.900 quilômetros de espessura, que constitui a maior parte do interior do nosso planeta. O limite entre a crosta e o manto é conhecido como descontinuidade de Mohorovi?i?, também chamada de "Moho".

Durante décadas, sismólogos e geofísicos debateram se o manto viscoso poderia sustentar uma atividade sísmica significativa. Os pontos de origem da maioria dos terremotos continentais medem profundidades de aproximadamente 10 a 29 quilômetros, o que está exatamente acima da descontinuidade de Mohorovi (Moho) e, portanto, na crosta terrestre. Exceções notáveis são as zonas de subducção, onde placas oceânicas mais densas mergulham sob placas crustais mais leves, às vezes desencadeando terremotos a centenas de quilômetros de profundidade. No entanto, medições de sensores apontaram, por vezes, para hipocentros muito mais profundos, abaixo da Moho, sob massas continentais, longe das zonas de subducção, até mesmo a 80 quilômetros abaixo da Moho.

Com base em evidências acumuladas, a maioria dos pesquisadores nos últimos 10 anos aceitou que terremotos raros têm origem no manto, talvez cerca de 100 vezes menos frequentemente do que terremotos na crosta terrestre. Mas identificá-los inequivocamente tem se mostrado um desafio devido à falta de dados.

Para distinguir terremotos do manto de terremotos da crosta terrestre, Wang e Klemperer  desenvolveram um método para comparar dois tipos de ondas sísmicas. Essas vibrações, geradas por terremotos e outros fenômenos, reverberam por toda a Terra como se nosso planeta fosse um sino tocado.

Os dois tipos de ondas são chamados de ondas Sn ou ondas de "tampa", um tipo de onda de cisalhamento que se propaga pela parte superior do manto, conhecida como "tampa", e ondas Lg, que são ondulações de alta frequência que se propagam facilmente pela crosta. A proporção entre os tamanhos das ondas determina suas origens.

“Nossa abordagem é revolucionária, porque agora é possível identificar um terremoto no manto terrestre com base apenas nas formas de onda dos terremotos”, disse Wang.

Ao analisar dados de estações de monitoramento sísmico em todo o mundo e incorporar outras informações críticas, como a espessura da crosta terrestre, os pesquisadores reduziram um conjunto inicial de mais de 46.000 terremotos para 459 terremotos identificados no manto continental desde 1990.

O número total é conservador, disseram os pesquisadores. É provável que muitos outros terremotos no manto sejam detectados com a expansão das redes de sensores, principalmente em áreas remotas como o Planalto Tibetano, que se estende ao norte da imponente elevação do Himalaia. Klemperer dedicou grande parte de sua carreira à pesquisa da sismicidade nessa região geograficamente isolada. Seu contato inicial com a noção de terremotos no manto continental acabou inspirando seu aluno, Wang, a aprofundar-se no tema.

Com uma vasta quantidade de tremores originados no manto já documentados, além de seu método confiável para identificar futuros terremotos, Wang e Klemperer planejam aprofundar-se nos detalhes desses eventos raros. Alguns parecem ser réplicas geradas pela propagação de ondas sísmicas provenientes de terremotos na crosta terrestre. Outros podem surgir da convecção térmica do próprio manto, à medida que este recicla placas subductadas da crosta terrestre.

Olhando para o futuro, os pesquisadores de Stanford preveem que um panorama muito mais completo do funcionamento subterrâneo oculto da Terra virá à tona.