Tecnologia Científica

Mapa sísmico revela pistas geológicas, riscos de terremoto
Um novo mapa de estresse que revele as forças que atuam na crosta do planeta contribuirá para uma exploração de energia mais segura, mapas atualizados de riscos sísmicos e um melhor conhecimento sobre a Terra.
Por Danielle Torrent Tucker - 23/04/2020


Como se formam as montanhas? Que forças são necessárias para escavar uma bacia? Por que a Terra tremer e tremer?

Novas pesquisas têm aplicações diretas para entender e mitigar problemas
associados à sismicidade induzida - terremotos causados ​​pelo homem -
da recuperação não convencional de petróleo e gás.
(Crédito da imagem: Alexlky / iStock)

Os cientistas da Terra buscam essas questões fundamentais para entender melhor o passado profundo e o funcionamento atual do nosso planeta. Suas descobertas também nos ajudam a planejar o futuro, preparando-nos para terremotos, determinando onde perfurar petróleo e gás e muito mais. Agora, em um novo mapa expandido das tensões tectônicas que atuam na América do Norte, os pesquisadores de Stanford apresentam a visão mais abrangente ainda das forças em ação abaixo da superfície da Terra.

As descobertas, publicadas na Nature Communications em 23 de abril, têm implicações para entender e atenuar os problemas associados à sismicidade induzida - terremotos causados ​​pelo homem - da recuperação não convencional de petróleo e gás, especialmente em Oklahoma, Texas e outras áreas direcionadas à exploração de energia. Mas eles também colocam um novo conjunto de perguntas que os pesquisadores esperam estimular uma ampla gama de estudos de modelagem.

"Entender as forças na crosta terrestre é uma ciência fundamental", disse o co-autor do estudo, Mark Zoback , o professor Benjamin M. Page de Geofísica na  Escola de Ciências da Terra, Energia e Ciências Ambientais de Stanford (Terra de Stanford). "Em alguns casos, tem aplicação imediata; em outros, pode ser aplicado décadas mais tarde em questões práticas que não existem hoje".

Primeira síntese continental de dados

A nova pesquisa fornece a primeira síntese quantitativa de falhas em todo o continente, bem como centenas de medidas de direções de tensão compressiva - a direção a partir da qual a maior pressão ocorre na crosta terrestre. O mapa foi produzido através da compilação de medidas novas e publicadas anteriormente a partir de poços, bem como inferências sobre tipos ou "estilos" de falhas baseadas em terremotos que ocorreram no passado.

Este mapa de estresse de nova geração da América do Norte inclui a primeira
visão do estilo de falha em todo o continente, bem como mais de 300 novas
medições da direção a partir da qual a maior pressão ocorre na crosta terrestre.
A cor de fundo indica magnitudes de tensão relativas ou estilo de falha.
(Crédito da imagem: Jens-Erik Lund Snee e Mark Zoback)

Os três estilos possíveis de falha incluem falha extensional ou normal, na qual a crosta se estende horizontalmente; falha de ataque, em que a Terra passa por si mesma, como na falha de San Andreas; e reverso, ou impulso, falha na qual a Terra se move sobre si mesma. Cada um deles causa tremores muito diferentes do ponto de vista do perigo.

"Em nossos mapas de riscos no momento, na maioria dos lugares, não temos evidências diretas de que tipo de mecanismo de terremoto poderia ocorrer", disse Jack Baker , professor de engenharia civil e ambiental que não participou do estudo. "É emocionante que tenhamos mudado dessa suposição cega de que tudo é possível para ter inferências específicas sobre o local sobre que tipos de terremotos podemos esperar".

Ampliando

Além de apresentar uma visão em nível continental dos processos que governam a chapa norte-americana, os dados - que incorporam quase 2.000 orientações de tensão, 300 das quais são novas neste estudo - oferecem pistas regionais sobre o comportamento da subsuperfície.

"Se você conhece uma orientação de qualquer falha e o estado de estresse nas proximidades, sabe qual é a probabilidade de falhar e se deve se preocupar com isso em cenários de terremoto desencadeado naturalmente e por indústria", disse o principal autor Jens- Erik Lund Snee, PhD '20, atualmente bolsista de pós-doutorado no USGS (Estados Unidos Geological Survey) em Lakewood, Colorado. "Nós detalhamos alguns lugares em que os modelos geodinâmicos publicados anteriormente concordam muito bem com os novos dados, e outros em que os modelos não concordam muito".

No leste dos EUA, por exemplo, o estilo de falha revelado pelo estudo é exatamente o oposto do que seria esperado, já que a superfície se recupera lentamente após o derretimento das camadas de gelo que cobriam a maior parte do Canadá e no norte dos EUA, cerca de 20.000 anos atrás, de acordo com Lund Snee. A descoberta de que as tensões de rebote são muito menores do que aquelas já armazenadas na crosta das placas tectônicas avançará a compreensão dos cientistas sobre o potencial de terremotos nessa área.

No oeste dos EUA, os pesquisadores ficaram surpresos ao ver mudanças nos tipos e orientações de tensões em curtas distâncias, com grandes rotações ocorrendo a apenas dezenas de quilômetros - um recurso que os modelos atuais da dinâmica da Terra não revelam.

"É muito mais claro agora como o estresse pode variar sistematicamente na escala de uma bacia sedimentar em algumas áreas", disse Zoback. “Vemos coisas que nunca vimos antes que exigem explicação geológica. Isso nos ensinará coisas novas sobre como a Terra funciona. ”

 

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