.
Os terremotos são notoriamente difíceis de prever, assim como os tremores secundários geralmente menos graves que geralmente seguem um grande evento sísmico.
Greg McLaskey ’05, professor associado de engenharia civil e ambiental na Cornell Engineering, e membros de seu grupo de pesquisa modelam terremotos no Bovay Laboratory Complex, e desenvolveram um método para imitar o tipo de atividade sísmica retardada que se segue a um terremoto.
Usando uma amostra híbrida que combina blocos de plástico e rocha em pó, a equipe de McLaskey estudou o desencadeamento retardado de terremotos em um esforço para entender melhor os mecanismos de tremores secundários e, em última análise, as forças que prenunciam um grande terremoto.
McLaskey é autor sênior de “Creep Fronts and Complexity in Laboratory Earthquake Sequences Illuminate Delayed Earthquake Triggering”, publicado em 11 de novembro em Natureza Comunicações.
Os co-autores principais são Sara Beth Cebry, M.Eng. ’18, doutorando em engenharia civil e ambiental; e Chun-Yu Ke, Ph.D. ’21, agora pesquisador de pós-doutorado na Universidade Estadual da Pensilvânia.
Os tremores secundários podem ocorrer de algumas horas a vários anos após um grande evento sísmico e surgem de mecanismos de desencadeamento complexos e mal compreendidos. E como esses eventos se originam a quilômetros abaixo da superfície, a medição direta da rocha em movimento raramente é possível.
“Mesmo no laboratório, é difícil estudar porque eles acontecem muito rapidamente”, disse McLaskey. “O terremoto é basicamente como uma ruptura, uma rachadura que se propaga pela Terra a 3 quilômetros (1,8 milhas) por segundo.”
McLaskey e seu laboratório modelaram a atividade sísmica em uma escala relativamente grande – pressionando um par de lajes de granito de 3 metros de comprimento com mais de 2 milhões de libras de força, por exemplo. Mas para este trabalho, o modelo foi reduzido consideravelmente.
A equipe usou blocos de plástico de aproximadamente 2 ½ pés de comprimento, com pó de quartzo entre os blocos para simular o tipo de fricção que ocorre entre gigantescas placas tectônicas 15 quilômetros abaixo da superfície da Terra.
“O pó de quartzo é basicamente como areia moída”, disse McLaskey. “Se você tivesse o granito moendo contra si mesmo, criaria algo semelhante a isso, então achamos que é bastante representativo.”
Cebry e Ke experimentaram uma série de materiais para encontrar a combinação certa de plástico e pó de rocha que produziria uma atividade semelhante a tremores secundários, embora em uma escala muito menor. Cebry chamou sua fórmula de “apenas a quantidade certa de interessante” para ser útil.
“O legal é que conseguimos fazer uma parte da amostra deslizar rapidamente, irradiar ondas sísmicas, causar um pequeno terremoto e, então, haveria um atraso”, disse McLaskey. “E então a outra extremidade da amostra se romperia. Foi como um tremor secundário.”
“Frentes rastejantes” – aludidas no título do artigo – são a chave, disse McLaskey. São seções de falhas que deslizam superlentamente e em taxas diferentes ao longo da falha, mas resultam em mudanças significativas na subsuperfície.
“Na Califórnia, por exemplo, há muitas falhas onde você vê que talvez a calçada, depois de 10 anos, tenha se deslocado um pouco, mas não houve terremoto”, disse ele. “Estava apenas rastejando.”
Em vez da rocha subterrânea deslizar a uma velocidade constante, uma parte da falha desliza mais rápido que a outra, disse McLaskey, e a interseção entre as seções de deslizamento mais rápido e mais lento está se movendo. “O comportamento da rocha de um lado está migrando para afetar o comportamento do outro lado”, disse ele.
A partir de sua modelagem, o grupo determinou que a velocidade e a força das frentes de fluência são sensíveis aos níveis de tensão de falha de terremotos anteriores. Eles podem ser mensuráveis e servir como medidores de tensão local que, algum dia, poderão ajudar a prever eventos sísmicos.
“Prever terremotos ainda está muito longe”, disse McLaskey, “mas com este trabalho acho que temos uma melhor compreensão de um aspecto-chave da física”.
Outros autores incluem David S. Kammer do Instituto de Materiais de Construção, ETH Zürich, Suíça; Chris Marone, professor de geofísica na Penn State; e Srisharan Shreedharan, pesquisador de pós-doutorado na Universidade do Texas.
O financiamento para esta pesquisa veio da National Science Foundation, do Conselho Europeu de Pesquisa e do Departamento de Energia dos EUA.
.
