A zona de falha de Seattle, uma rede de falhas superficiais que ameaça a região de Puget Sound, tem uma nova história de origem baseada num estudo publicado na Tectonics que sugere a sua formação há cerca de 55 milhões de anos devido à deformação tectónica. Este estudo, revelando antigas interações de ilhas vulcânicas com a placa norte-americana, visa melhorar a modelagem de riscos para a área densamente povoada.
Evidências magnéticas indicam que a perigosa zona de falha de Seattle pode ter-se originado da divisão da borda do continente ao meio há mais de 50 milhões de anos, oferecendo uma nova explicação potencial para a formação da falha.
A zona de falha de Seattle consiste em uma série de falhas superficiais que atravessam as terras baixas de Puget Sound, representando um risco de terremotos destrutivos para mais de quatro milhões de habitantes da área. Um estudo recente oferece uma nova perspectiva sobre a formação inicial do sistema de falhas, com o objetivo de melhorar a previsão e compreensão dos perigos potenciais para esta área densamente povoada. O estudo foi publicado em Tectônicao jornal da AGU para pesquisas que exploram a evolução, estrutura e mudança da crosta terrestre e do manto superior.
A falha de Seattle está ativa hoje devido às forças exercidas na região pela deformação tectônica em curso tanto a oeste quanto a sul, mas nem sempre foi esse o caso. Washington no Eoceno parecia diferente de hoje, com um litoral bem a leste de onde hoje fica Seattle e uma cadeia de ilhas vulcânicas pontilhando o horizonte ao largo da costa.
O estudo sugere que há cerca de 55 milhões de anos, essa cadeia de ilhas foi puxada em direção ao continente. Ao atingir a placa norte-americana, parte dela subiu e passou por cima da crosta, enquanto o resto foi sugado para baixo dela. Entre essas duas partes, a crosta estaria sob grande tensão e rasgada. Essa antiga zona lacrimal preparou o cenário geológico para a moderna falha de Seattle, afirmam os autores do estudo.
“Foi uma surpresa total”, disse Megan Anderson, geofísica do Washington Geological Survey e principal autora do estudo. “Não era algo que pretendíamos originalmente, mas nossos resultados preveem uma grande falha antiga onde está hoje a falha de Seattle.”
A moderna zona de falha de Seattle corta diretamente as planícies densamente povoadas de Puget, incluindo Seattle e sua área metropolitana. Há cinquenta milhões de anos, o continente dividiu-se em dois aqui, preparando o cenário geológico para as falhas modernas, de acordo com um novo estudo da Tectônica. Crédito: Serviço Geológico de Washington.
Um enorme mistério
O noroeste do Pacífico fica logo no interior da zona de subducção de Cascadia, onde a densa crosta oceânica é puxada para baixo do continente. Em 1700, uma ruptura de aproximadamente 1.000 quilômetros (620 milhas) da zona de subducção criou um enorme terremoto entre magnitude 8,7 e 9,2; terremotos menores abalaram a região ao longo de 1900 e, mais recentemente, durante o terremoto de Nisqually em 2001. A falha de Seattle rompeu-se notavelmente em 923-924 DC, com base nas tradições orais indígenas locais e nas evidências geológicas ao longo da costa de Puget Sound.
Apesar da atividade sísmica da região, os cientistas só começaram a estudar seriamente a zona de falha de Seattle na década de 1990.
“Há muito mais incerteza sobre a falha de Seattle do que, por exemplo, sobre a falha de San Andreas”, disse Anderson. “A falha de Seattle pode gerar algo como um terremoto de magnitude 7,2 e queremos estar preparados para isso. Ainda há muito a aprender para que os geólogos engenheiros possam fazer melhores simulações de terremotos e compreender os riscos potenciais para as nossas comunidades.”
Trabalhos anteriores para determinar a geometria da falha de Seattle em profundidade basearam-se principalmente em dados sísmicos, que são ondas sonoras que viajam e são refletidas por camadas subterrâneas de rocha. Os dados revelaram falhas e estruturas geológicas que sismólogos e geólogos interpretaram de forma diferente. Eles sabiam que a região abrigava uma grande zona de falha, mas os cientistas propuseram diferentes maneiras de conectar partes da falha, quão profunda ela se estende e quão abruptamente corta a rocha.
Anderson e seus co-autores decidiram testar as hipóteses existentes sobre a geometria da zona de falha, mapeando rochas com quilômetros de profundidade em todo o oeste de Washington e construindo uma imagem mais completa da estrutura geológica da região. A gravidade e os campos magnéticos variam na superfície da Terra com base na densidade e composição das rochas, então Anderson compilou esses dados para o oeste de Washington e os combinou com dados sísmicos. Os pesquisadores também coletaram amostras de rochas de formações geológicas que correspondem a diferentes partes da antiga falha e do sistema montanhoso.
Dados magnéticos coletados aéreamente (cores de fundo) do oeste de Washington revelam que as falhas (linhas pretas) em ambos os lados da falha moderna de Seattle estão orientadas em direções diferentes, sugerindo uma desconexão significativa entre o norte e o sul. Uma ruptura massiva entre o material subdutor e obstrutor (afundando e acumulando) poderia ter se formado a partir da tensão, postulam os autores de um novo estudo da Tectônica. Crédito: modificado de Anderson et al./Tectonics
Os pesquisadores usaram modelos de computador para ver quais hipóteses, se alguma, correspondiam aos dados gravitacionais, magnéticos e sísmicos. Os dados gravitacionais não mostraram um padrão complexo, mas os dados magnéticos revelaram um segredo chave que os dados sísmicos perderam: nas profundezas da crosta, o leito rochoso alterna consistentemente entre ser mais e menos magnético, sugerindo camadas inclinadas de mudança de tipo de rocha. E na visualização do mapa, as feições em ambos os lados da zona de falha de Seattle se afastam uma da outra; ao norte da zona de falha de Seattle, as estruturas estão inclinadas de norte a noroeste, enquanto no sul estão orientadas de norte a nordeste.
Essas orientações instáveis fizeram Anderson hesitar; eles sugeriram uma cordilheira antiga, mas para verificar isso, Anderson precisava combinar os dados da visualização do mapa com rochas mais profundas. Para conectar a visualização do mapa com a geologia rochosa mais profunda e conhecida, Anderson modelou um perfil vertical de rochas subterrâneas e descobriu que algumas dessas estruturas também mergulham em diferentes orientações subterrâneas.
“Essas são orientações muito diferentes”, disse Anderson. “É muito difícil fazer isso, a menos que haja um lugar onde as estruturas sejam desconectadas umas das outras e depois reiniciem.”
Anderson encontrou uma nova explicação possível para o início da história da zona de falha de Seattle e por que ela foi reativada hoje.
Uma ruptura no continuum crustal
Os dados sugerem que há cerca de 55 milhões de anos, quando a zona de subducção atraiu uma série de ilhas oceânicas, a metade norte da cadeia de ilhas foi subduzida, mas a metade sul foi adicionada ao topo da crosta, ou obstruída. Ao longo de alguns milhões de anos, à medida que as ilhas foram obstruídas, elas se transformaram em um cinturão de montanhas dobrado e empurrado com topografia semelhante às montanhas Blue Ridge dos Apalaches de hoje.
A zona onde as ilhas passaram de subducção para acreção teria sofrido uma pressão incrível e sido destruída.
“Teria sido um rasgo lento e contínuo, quase como se a crosta se abrisse”, disse Anderson. “À medida que isso progredia, a falha lacrimal foi ficando cada vez mais longa.”
E essa região “rasgada” se sobrepõe perfeitamente à moderna zona de falha de Seattle.
O intenso dilaceramento teria parado depois que as ilhas foram esmagadas no continente, mas o estrago estava feito. A zona de ruptura intensa criou uma crosta fragmentada e enfraquecida, preparando o cenário geológico para a moderna zona de falha de Seattle.
Além de oferecer uma possível explicação para a existência da zona de falha, os resultados do estudo sobre a geometria das falhas e estruturas geológicas mais antigas de Washington fornecem detalhes valiosos sobre o leito rochoso sob e dentro da bacia de Seattle. Esta bacia está repleta de quilómetros de rochas sedimentares mais soltas que tornam os tremores sísmicos mais fortes, e os novos dados podem ajudar os cientistas a criar modelos mais precisos de futuros tremores de solo na área.
Anderson está entusiasmada em usar suas descobertas para estudar as falhas ativas do oeste de Washington a seguir.
“Esta história tectônica enterrada foi muito divertida de descobrir e agora fornecerá uma excelente base para voltar a responder às nossas perguntas originais sobre a geometria de falhas ativas para a falha de Seattle e outras falhas no oeste de Washington”, disse Anderson.
