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A Denali Fault, com 1.200 milhas de extensão, se estende em um arco ascendente do sudoeste do Alasca e do Mar de Bering para o leste até o Território de Yukon do Canadá ocidental e a Colúmbia Britânica. O sistema de falha transcorrente ativo e de longa duração, que corta o Parque Nacional e Reserva Denali, é responsável pela formação da Cordilheira do Alasca.
“É uma falha grande e abrangente e a fonte de um terremoto de magnitude 7,9 em 2002, que rompeu mais de 200 milhas da falha de Denali, junto com a falha de Totschunda a leste, causando danos significativos a vilarejos remotos e à infraestrutura do centro do Alasca”. diz o geoquímico da Universidade Estadual de Utah, Dennis Newell.
Entender as conexões manto-crosta da falha inquieta fornece informações críticas para entender o ciclo sísmico da falha em escala litosférica, diz Newell, professor associado do Departamento de Geociências da USU. Ele e seus colegas Jeff Benowitz, um geocronologista baseado no Alasca, Sean Regan da University of Alaska Fairbanks, e o doutorando Coleman Hiett da USU, coletaram e analisaram dados isotópicos de hélio e carbono de nascentes ao longo de um segmento de quase 250 milhas da falha e publicaram suas descobertas, “Bloqueios e limites de velocidade: fluxo volátil do manto à superfície na falha litosférica de Denali, Alasca,” na edição impressa de 1º de junho de 2023 da revista Geologia.
A pesquisa foi financiada por um ano da National Science Foundation Early-Concept Grant for Exploratory Research (EAGER) concedida a Newell e Regan em 2020.
“As falhas transcorrentes ativas como Denali têm geometrias tridimensionais com possíveis conexões profundas de conduítes abaixo da superfície da Terra”, diz Newell. “Mas não sabemos muito sobre como e se essas conexões são mantidas.”
Para examinar essas possíveis conexões profundas, Newell e Regan coletaram amostras de 12 nascentes ao longo das falhas de Denali e Totschunda, por meio de helicóptero e a pé, até as remotas regiões montanhosas do interior do Alasca.
“O hélio-3, um isótopo raro do gás hélio, nas nascentes é um bom indicador se uma área tem ou não uma conexão com o manto da Terra”, diz Newell. “Nascentes quentes e borbulhantes a oeste da ruptura do terremoto de 2002, ao longo do segmento Cantwell da falha de Denali, têm uma forte assinatura de hélio-3, indicando conexões intactas com o manto. Em contraste, as nascentes ao longo do segmento de falha rompida têm apenas gases atmosféricos, sugerindo um ‘bloqueio’ impedindo o fluxo de hélio do manto para a superfície.”
Essas observações, diz ele, têm implicações sobre como os caminhos das águas subterrâneas ao longo da falha são alterados por terremotos e as escalas de tempo em que eles se curam.
“O último grande terremoto no segmento de Cantwell foi há 400 anos, e os dados de hélio sugerem que essas conexões foram restabelecidas”, diz Newell. “Essas fontes borbulhantes são indicativas da possibilidade de um futuro grande terremoto destrutivo ao longo do segmento Denali Fault, perto do Denali National Park, que recebe cerca de 600.000 visitantes a cada verão”.
Os geocientistas também buscam dados sobre a velocidade com que o hélio pode se mover do manto para a crosta ao longo de falhas ativas.
“Essa é a parte do ‘limite de velocidade’ de nossa pesquisa”, diz Newell. “Isso é importante, pois revela o fluxo volátil do manto à superfície e como os gradientes de pressão do fluido podem afetar a força da falha e a sismicidade ao longo da falha”.
As taxas de fluxo de fluido do manto da falha caem na faixa observada para outras grandes falhas transcorrentes ativas do mundo que formam limites de placas, diz ele, incluindo a falha de San Andreas, na Califórnia, e a zona de falha da Anatólia do norte, na Turquia. Esses tipos de falhas hospedam terremotos grandes e devastadores, como o terremoto mortal de fevereiro de 2023 na falha da Anatólia Oriental, que causou destruição generalizada na Turquia e na Síria.
“A quantificação das conexões crosta-manto ao longo das principais falhas transcorrentes é fundamental para entender as ligações entre o fluxo de fluido profundo, a sismicidade e a cura da falha”, diz Newell.
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