The twin magnitude 6.4 and 7.1 earthquakes that struck the Ridgecrest area in California’s Mojave Desert nordeste de Los Angeles on July 4 and 5, respectively, were felt by up to 30 million people in California, Nevada, Arizona and Baja California, resulting in loss of life, injuries, billions in damage and lots of frazzled nerves. Embora a localização remota tenha sem dúvida minimizado os impactos, os terremotos serviram de alerta para os californianos complacentes que vivem no país do terremoto e precisam se preparar para o inevitável “Grande” que os cientistas dizem que certamente virá. Eles também têm pessoas falando sobre todos os aspectos dos terremotos.
Existem muitos mitos sobre terremotos. Um comum é que existe algo como “tempo de terremoto” – certos tipos de condições climáticas que normalmente precedem os terremotos, como quentes e secos, ou secos e nublados. O mito deriva do filósofo grego Aristóteles, que propôs no século IV a.C. que os terremotos eram causados por ventos presos que fugiam de cavernas subterrâneas. Com o advento da sismologia – o estudo dos terremotos – sabemos agora que a maioria dos terremotos são causados por processos tectônicos – forças dentro da Terra sólida que impulsionam mudanças na estrutura da crosta terrestre, principalmente a ruptura de massas rochosas subterrâneas ao longo de falhas (zonas lineares de fraqueza). Sabemos também que a maioria dos terremotos ocorre muito abaixo da superfície da Terra, muito além da influência das temperaturas e condições superficiais. Finalmente, sabemos que a distribuição estatística dos terremotos é aproximadamente igual em todos os tipos de condições climáticas. Mito quebrado.
Na verdade, de acordo com o U.S. Geological Survey, a única correlação que tem sido observada entre terremotos e clima é que grandes mudanças na pressão atmosférica causada por grandes tempestades como furacões têm sido mostradas para ocasionalmente desencadear o que são conhecidos como “terremotos lentos”, que liberam energia durante períodos comparativamente longos de tempo e não resultam em tremores de terra como os terremotos tradicionais fazem. Eles observam que, embora mudanças tão grandes de baixa pressão possam potencialmente contribuir para desencadear um terremoto prejudicial, “os números são pequenos e não são estatisticamente significativos”
Mas e o clima? Há alguma relação entre fenômenos climáticos e terremotos? Pedimos ao geofísico Paul Lundgren, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, para fazer um abalo científico sobre o assunto.
Pesar as Consequências Sísmicas da Água
Para fazer qualquer conexão entre clima e terremotos, diz Lundgren, primeiro você tem que determinar que tipos de processos tectônicos podem estar relacionados com os fenômenos climáticos. Os cientistas sabem que os terremotos podem ser desencadeados ou inibidos por mudanças na quantidade de estresse em uma falha. A maior variável climática que pode alterar a carga de estresse em uma falha é a água superficial sob a forma de chuva e neve. Lundgren diz que vários estudos têm apoiado tais correlações. Mas há um senão.
“Normalmente, onde vimos esses tipos de correlações é na microseismicidade – pequenos terremotos com magnitudes inferiores a zero, muito menores do que os humanos podem sentir”, disse ele. “Esses ocorrem com bastante frequência”
Lundgren citou o trabalho de seu colega Jean-Philippe Avouac na Caltech e outros, que encontraram uma correlação entre a quantidade de microseismicidade no Himalaia e a estação anual das monções. Durante os meses de verão, grandes quantidades de precipitação caem na planície indo-gangética, que abrange as regiões do norte do subcontinente indiano. Isto aumenta a carga de stress na crosta terrestre e diminui os níveis de microseismicidade nos Himalaias adjacentes. Durante a estação seca de inverno, quando há menos peso de água na crosta terrestre na planície, os picos de microseismicidade dos Himalaias.
Lundgren diz que fica muito mais difícil, no entanto, fazer tais inferências sobre terremotos maiores.
“Temos visto que mudanças relativamente pequenas de estresse devido a forcings semelhantes ao clima podem afetar a microseismicidade”, disse ele. “Muitas pequenas fraturas na crosta terrestre são instáveis. Vemos também que as marés podem causar tremores tênues na Terra conhecidos como microseísmos. Mas o verdadeiro problema é pegar nosso conhecimento de microseismicidade e aumentá-lo para aplicá-lo a um grande terremoto, ou a um tremor de qualquer tamanho que as pessoas pudessem sentir, realmente”. As mudanças de estresse relacionadas ao clima podem ou não promover a ocorrência de um terremoto, mas não temos como saber por quanto.
“Não sabemos quando uma falha pode estar no ponto crítico em que uma forçagem não-tectônica relacionada a um processo climático pode ser a palha que quebra as costas do camelo, resultando em um terremoto de tamanho considerável, e por que então e não mais cedo”, disse ele. “Neste ponto, simplesmente não estamos em posição de dizer que os processos climáticos podem desencadear um grande terremoto”, disse ele, “
E as secas?
Sabemos que os efeitos sazonais podem causar mudanças nas falhas, mas e os fenômenos climáticos menos periódicos, como uma seca de longo prazo? Podem causar mudanças também?
Como se vê, as mudanças nas cargas de stress na crosta terrestre, provenientes de períodos de seca, podem, de facto, ser significativas. Uma pesquisa feita pelo cientista Donald Argus e outros em 2017, utilizando dados de uma rede de estações GPS de alta precisão na Califórnia, Oregon e Washington, descobriu que períodos alternados de seca e precipitação pesada na Serra Nevada entre 2011 e 2017 causaram, na verdade, um aumento de quase um centímetro na cordilheira e depois uma queda de metade dessa quantidade, pois as rochas da montanha perderam água durante a seca e depois recuperaram-na. O estudo não analisou especificamente os impactos potenciais nas falhas, mas tais mudanças de stress podiam ser potencialmente sentidas nas falhas dentro ou perto da cordilheira.
Simplesmente, o bombeamento de água subterrânea de aquíferos subterrâneos pelo homem, que é exacerbado durante os períodos de seca, também tem mostrado padrões de impacto de cargas de stress por “des-peso” da crosta terrestre. Lundgren apontou para um estudo de 2014 na revista Nature de Amos et al. que analisou os efeitos da extração de águas subterrâneas no Vale Central da Califórnia sobre a sismicidade na adjacente Falha de San Andreas. Os pesquisadores descobriram que tais extrações podem promover mudanças laterais de estresse para os dois lados do San Andreas, que se movem horizontalmente um contra o outro ao longo do limite de duas grandes placas tectônicas. Isto pode potencialmente causar-lhes um desprendimento e escorregamento, resultando num terramoto.
“Essas tensões são pequenas, mas se você tiver o bombeamento de águas subterrâneas por um longo período de tempo, então elas podem se tornar mais significativas”, disse ele. “Mesmo que tais mudanças possam ser pequenas em comparação com as mudanças de tensão causadas pelo acúmulo normal de tensão em uma falha de processos tectônicos, isso pode potencialmente acelerar o início do próximo grande terremoto no San Andreas”. Além disso, como a quantidade de deslizamento em uma falha aumenta com o tempo entre terremotos, isso poderia resultar em terremotos mais frequentes, mas menores.”
No entanto, diz Lundgren, o segmento Fort Tejon da Falha de San Andreas que está mais próximo do Vale Central rompeu pela última vez em 1857, portanto, dada a natureza errática dos terremotos ao longo da falha e a grande variabilidade no tempo entre os eventos, com nosso nível atual de conhecimento, os cientistas estão longe de entender quando e onde o próximo grande terremoto ocorrerá nele.
Fogo e Gelo: Glaciares e Processos Tectónicos
Um outro fenômeno relacionado ao clima que se acredita ter conexões com processos tectônicos é a glaciação. O recuo de uma geleira pode reduzir a carga de stress na crosta terrestre por baixo, impactando o movimento do magma subsuperficial. Um estudo recente na revista Geologia sobre a atividade vulcânica na Islândia entre 4.500 e 5.500 anos atrás, quando a Terra era muito mais fria do que hoje, encontrou uma ligação entre deglaciação e aumento da atividade vulcânica. Por outro lado, quando a cobertura glacial aumentou, as erupções diminuíram.
O movimento rápido das geleiras também demonstrou causar o que é conhecido como terremotos glaciais. Os terremotos glaciais na Groenlândia atingem o pico de freqüência nos meses de verão e têm aumentado constantemente ao longo do tempo, possivelmente em resposta ao aquecimento global.
Usos humanos da água e sismicidade induzida
Além dos impactos da água relacionados ao clima na sismicidade, o manejo humano e as aplicações da água também podem afetar os terremotos através de um fenômeno conhecido como sismicidade induzida.
Por exemplo, a água armazenada em grandes barragens tem sido ligada à atividade sísmica em vários locais do mundo, embora o impacto seja localizado na natureza. Em 1975, aproximadamente oito anos depois que o Lago Oroville, o segundo maior reservatório construído pelo homem no norte da Califórnia, foi criado atrás da barragem de Oroville, uma série de terremotos ocorreu nas proximidades, a maior magnitude de registro 5,7. Pouco depois de a água do reservatório ter sido puxada para baixo até seu nível mais baixo desde que foi originalmente enchida a fim de reparar as entradas na usina de energia da represa e depois reabastecida, ocorreram os terremotos.
Estudos transversais investigando os terremotos concluíram que as flutuações no nível do reservatório, e as correspondentes mudanças no peso do reservatório, alteraram as cargas de estresse em uma falha local, provocando os terremotos. O monitoramento da atividade sísmica no reservatório nos anos que se seguiram aos terremotos estabeleceu uma correlação sazonal entre o nível do reservatório e a sismicidade. A sismicidade diminui conforme o reservatório se enche no inverno e na primavera, e os maiores terremotos tendem a ocorrer conforme o nível do reservatório cai no verão e no outono.
Sismicidade induzida também pode ocorrer quando as aplicações de água humana lubrificam uma falha. Estudos realizados pelo USGS e outras instituições relacionaram aumentos acentuados na atividade sísmica em Oklahoma e em outros estados do Centro-Oeste e Leste dos EUA nos últimos anos com aumentos na prática de injeção de águas residuais no solo durante operações petrolíferas. Poços de injeção colocam fluidos no subsolo em formações geológicas porosas, onde os cientistas acreditam que às vezes eles podem entrar em falhas enterradas que estão prontas para escorregar, alterando a pressão dos poros sobre eles e causando o deslizamento.
Conhecendo a Grande Imagem da Interconectividade do Sistema Terra
Lundgren diz que quando ele começou a estudar terremotos, tudo estava focado em compreendê-los dentro do contexto da tectônica de placas e processos que acontecem dentro da crosta terrestre. Mas isso agora está mudando.
“Na última década, mais ou menos, com a adoção generalizada de novas tecnologias como o GPS, que têm maior distribuição espacial e sensibilidade, as pessoas também começaram a olhar para outros efeitos de segunda ordem – outros fatores que podem ter influência sobre os terremotos”, disse ele. É muito intrigante poder encontrar ligações potenciais entre terremotos e clima, como diferenças sazonais”, disse. O desafio, no entanto, é estabelecer a quadratura dessas conexões com a física fundamental.
“Não estamos perto de ser capazes de prever quando um terremoto pode ocorrer como resultado de processos climáticos”, concluiu ele. “Mesmo sabendo que algum processo climático externo está potencialmente afetando um sistema de falhas, já que não sabemos o potencial estado de prontidão da falha, ainda não podemos fazer essa inferência extra para dizer, ah ha, eu posso ter um terremoto uma semana ou um mês depois”.
O que esses estudos enfatizam é a incrível complexidade do nosso sistema Terra. Pesquisas contínuas nos ajudarão a desvendar melhor como seus vários componentes estão interconectados, às vezes de forma surpreendente.