Sismos e falhas aceleram a erosão até 97 km, revela estudo da UCLA

Durante décadas, partiu-se do princípio de que, quando ocorre um sismo e o terreno se rasga ao longo de uma falha, o grosso dos estragos fica confinado à faixa de rocha triturada junto à ruptura visível.

As equipas no terreno cartografavam a rocha esmagada colada ao traço da falha e concluíam que os efeitos diminuíam rapidamente, desaparecendo a cerca de 1,5 km de distância.

Medições recentes contam uma história bem mais ampla. A fragilização prolonga-se muito para além da fenda observável - dezenas de quilómetros para lá - e, sem grande alarido, passa a ditar a velocidade a que paisagens inteiras se desgastam.

O alcance escondido

Um estudo global veio agora quantificar essa extensão. A partir de mais de 1 700 medições da rapidez com que a rocha é removida pela erosão em bacias hidrográficas de todo o mundo, os investigadores verificaram que a erosão aumenta de forma acentuada perto de falhas activas e vai diminuindo com a distância.

Nos maiores sistemas de falhas, o efeito pode prolongar-se até cerca de 97 km.

O trabalho foi liderado pelo geólogo Boontigan Kuhasubpasin, então investigador de doutoramento na Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA).

A intensidade do dano é máxima num raio de aproximadamente 14 km em torno da falha e enfraquece gradualmente até quase desaparecer perto desse limite dos 97 km.

Até aqui, a maior parte das evidências colocava a “zona de destruição” a menos de 1,5 km da própria falha. Ninguém tinha seguido o rasto do dano até tão longe.

Provas vindas dos rios

O sinal apareceu nos rios. À medida que a rocha se desagrega e é transportada para jusante, os sedimentos guardam um registo da rapidez com que o terreno a montante está a ser removido.

Nesses sedimentos existe uma forma rara e natural de berílio que se acumula em rochas expostas à superfície.

Quanto mais tempo uma rocha permanece ao ar livre, mais desse berílio se acumula; por isso, a sua concentração permite inferir a velocidade a que a superfície foi sendo erodida.

Ao compilar os dados de mais de 1 700 bacias, sobrepondo-os a mapas de falhas e ao histórico de agitação do solo, o padrão tornou-se evidente.

Junto às falhas, a rocha desaparecia muito mais depressa, porque o terreno era mais fraco nas proximidades imediatas dessas estruturas.

Forças que põem a terra sob tensão

Há muitas forças capazes de esculpir e desgastar uma paisagem. A precipitação pode desestabilizar encostas; rochas mais moles degradam-se mais depressa do que rochas duras.

Para perceber o que realmente dominava, a equipa reuniu todas as variáveis em modelos de aprendizagem automática e pediu-lhes que ordenassem os principais factores.

A distância a uma falha surgiu como o indicador mais influente, superando a precipitação e o tipo de rocha em grande parte do mundo sísmico e tectonicamente inquieto.

Quando acrescentaram uma medida da intensidade do tremor do solo, os modelos ficaram ainda mais precisos.

Esta hierarquia apanhou os investigadores de surpresa. Durante muito tempo, o clima e a litologia foram tratados como os controlos centrais da erosão.

Ver uma falha ultrapassá-los repetidamente, bacia após bacia, apontou para os sismos como o agente mais provável.

O que a agitação sísmica provoca

É mais difícil explicar com exactidão como é que uma falha consegue enfraquecer rochas a dezenas de quilómetros do seu traço. A equipa não consegue observar o processo no subsolo em tempo real, pelo que o mecanismo apresentado resulta de uma interpretação informada, e não de uma observação directa.

A explicação mais plausível é a própria agitação sísmica. Cada sismo sacode as rochas em redor e, ao longo de milhares de anos, essa pancadaria repetida deverá abrir pequenas fissuras, as chamadas microfracturas.

“Abalos repetidos podem abrir microfracturas, enfraquecer os contactos entre os grãos minerais e reduzir a resistência da rocha perto da superfície”, afirmou a co-autora do estudo Carolina Lithgow-Bertelloni, cientista da Terra na UCLA.

Depois de solta e fragilizada, a rocha torna-se um alvo fácil. Os rios escavam com maior rapidez, as encostas cedem em deslizamentos e a meteorização corrói a pedra.

Ondas mais lentas e erosão mais rápida

Um padrão à escala mundial é convincente, mas a equipa quis testá-lo num cenário bem conhecido.

Os investigadores centraram-se no sul da Califórnia, onde a Falha de San Andreas e as suas muitas vizinhas mantêm a crosta em movimento quase constante.

Ali, o comportamento das rochas próximas das falhas coincidiu com o que os dados globais antecipavam. As ondas sísmicas abrandavam ao atravessar rocha fracturada junto às falhas, denunciando danos extensos.

As mesmas áreas apresentavam também taxas de erosão superiores, reforçando a ligação entre a agitação sísmica repetida e o enfraquecimento das rochas.

É difícil atribuir a outra causa a coincidência entre ondas mais lentas e erosão mais rápida. Nesse contexto, as falhas estavam simultaneamente a elevar o relevo e a fragilizar o material rochoso subjacente.

Os sismos deixam cicatrizes duradouras

Durante muito tempo, as falhas ganharam fama sobretudo por construírem montanhas. Este estudo indica que elas também controlam a rapidez com que o terreno à volta se desfaz, a distâncias que ninguém tinha quantificado.

“Isto fornece uma explicação física para o motivo de a erosão ser mais eficiente em regiões tectonicamente activas”, escreveram os autores.

Isto altera a forma como os cientistas interpretam zonas com risco sísmico. Paisagens gastas perto de falhas podem ter sido moldadas menos pela chuva ou pela litologia e mais por séculos de tremores.

O resultado tem implicações no planeamento de riscos. Se a rocha enfraquecida se estende por dezenas de quilómetros para além de uma falha, então as zonas propensas a deslizamentos, a assoreamento de albufeiras e até a lenta construção de montanhas ocupam uma faixa mais ampla do que a sugerida pelos mapas actuais.

Os sismos, de resto, já deslocam enormes volumes de rocha para jusante, como mostrou uma análise sobre deslizamentos desencadeados por sismos.

Nada disto apaga o papel da precipitação ou do tipo de rocha. Esses factores continuam a influenciar a paisagem. Mas este estudo sugere que os sismos têm feito muito mais trabalho do que se pensava.

A influência de uma falha vai muito além da fractura visível, deixando rocha mais fraca e acelerando a erosão numa faixa muito mais vasta da paisagem.