Evolução espaço-temporal das deformações crustais precedendo terremotos destrutivos usando GNSS

Observando o solo respirar antes de um tremor

Imagine se pudéssemos ver a crosta terrestre se tensionar e relaxar lentamente nos anos que antecedem um grande terremoto, da mesma forma que um médico observa os sinais vitais de um paciente. Este estudo investiga se mudanças sutis na forma do solo — medidas por posicionamento por satélite — conseguem revelar padrões de aviso confiáveis antes de terremotos destrutivos como o evento de 2024 na Península de Noto, no Japão. Ao transformar medições de longo prazo semelhantes ao GPS em mapas de como a crosta está se esticando e comprimindo, os autores exploram se os terremotos deixam assinaturas detectáveis no terreno antes de ocorrerem.

Como movimentos minúsculos revelam tensões ocultas

Satélites modernos de navegação permitem aos cientistas localizar estações terrestres com precisão de poucos milímetros. O Japão construiu uma das redes mais densas desse tipo, chamada GEONET, com mais de mil estações de Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) espalhadas pelo país. Em vez de apenas acompanhar o deslocamento de cada estação, este estudo analisa como grupos de estações se movem entre si. Ao conectar estações próximas formando redes triangulares e aplicar um método usado por engenheiros em pontes e edifícios, a equipe converte mudanças diárias de posição em “deformações crustais” — medidas de quanto a superfície está sendo esticada, comprimida ou submetida a cisalhamento.

Um olhar mais atento ao terremoto da Península de Noto

Os pesquisadores focaram em três terremotos danosos no Japão na última década, com atenção especial ao evento de magnitude 7,5 na Península de Noto, ocorrido em 1º de janeiro de 2024. Ao redor do epicentro, eles construíram uma malha de triângulos ligando estações GEONET e acompanharam como a deformação evoluiu dia a dia por cerca de 13 anos anteriores ao evento. Os deslocamentos ordinários do solo — o quanto cada estação se moveu para leste, oeste, norte, sul ou verticalmente — pareciam na maior parte suaves e sem alterações notáveis. Mesmo com a atividade sísmica local aumentando após o final de 2020, as curvas de deslocamento deram poucos indícios de que uma ruptura importante estava se aproximando.

Vendo sinais de aviso na expansão e compressão

A deformação contou uma história bem diferente. A equipe concentrou-se num tipo particular de deformação conhecido como dilatação, que descreve quanto a área superficial está se expandindo ou contraindo. A partir de dezembro de 2020, regiões triangulares próximas ao futuro epicentro de Noto exibiram uma mudança lenta e persistente na dilatação que durou vários anos. Algumas áreas se expandiram de forma contínua, outras se contraíram continuamente, formando um padrão espacial distinto que ficou mais intenso nas proximidades da futura falha. Ao ajustar linhas retas a essas tendências multianuais, os pesquisadores descobriram que as regiões com as maiores mudanças de dilatação coincidiram com a área de ruptura posterior e aproximadamente corresponderam ao padrão final de deformação observado no momento do terremoto. Isso sugere que a localização e a magnitude aproximada do terremoto iminente estavam codificadas no campo de deformação em evolução.

Oscilações de curto prazo antes da ruptura

Além da tendência lenta de fundo, os autores examinaram quão “ruidoso” o sinal de dilatação se tornava ao longo do tempo. Compararam o valor diário com uma média móvel semanal e acompanharam o tamanho das desvios. Durante anos, essas flutuações se comportaram de maneira relativamente regular, com dependência sazonal e comportamento um pouco mais ativo no verão. Mas em 2023, o ano anterior ao choque principal de Noto, as variações cresceram de forma incomum em torno de dois eventos-chave: um pré‑choque de magnitude 6,5 em maio e o choque principal de magnitude 7,5 no Ano‑Novo. Nas semanas anteriores a ambos os terremotos, a dispersão da dilatação ultrapassou claramente seu intervalo estatístico de longo prazo, especialmente nos elementos mais próximos ao epicentro, sugerindo um “chacoalhar” de curto prazo da crosta à medida que se aproximava da falha.

Pistas de outros desastres recentes

Para testar se Noto era único, o estudo comparou a história de deformação de Noto com a de dois outros eventos destrutivos: os terremotos de Kumamoto em 2016 e de Hokkaido Eastern Iburi em 2018. Cada um ocorreu em um contexto tectônico e profundidade diferentes, mas todos mostraram um acúmulo multianual de dilatação específico ao terremoto nas proximidades da zona de ruptura eventual. A duração e o estilo do aumento gradual pareciam escalar com a magnitude do terremoto, sugerindo que eventos maiores podem ser precedidos por episódios mais longos de deformação lenta. Diferenças entre regiões que sediaram ou não grandes terremotos reforçaram a ideia de que esses padrões não são apenas ruído de fundo.

O que isso pode significar para avisos futuros

Para o público em geral, a conclusão principal é que o solo no Japão não simplesmente rompeu sem aviso quando o terremoto da Península de Noto ocorreu. Em vez disso, a crosta naquela área parece ter se deformado lentamente de maneira distintiva por vários anos, e suas flutuações diárias tornaram‑se incomumente agitadas nas semanas anteriores aos choques maiores. Embora isso não seja uma receita para previsões pontuais de curto prazo, sugere que o monitoramento cuidadoso da deformação crustal — especialmente da dilatação — em regiões amplas pode ajudar a identificar onde grandes terremotos estão se tornando mais prováveis, qual poderia ser seu tamanho e, talvez, quando a crosta está entrando numa janela de risco maior. O estudo argumenta que, com redes GNSS densas e análises de deformação refinadas, a ciência dos terremotos pode se aproximar de ferramentas práticas de aviso antecipado baseadas em como a superfície da Terra “respira” silenciosamente antes de se romper.

Citação: Kamiyama, M., Mikami, A., Sawada, Y. et al. Spatiotemporal evolution of crustal strains preceding destructive earthquakes using GNSS. Sci Rep 16, 9708 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38681-7

Palavras-chave: precursores de terremotos, monitoramento GNSS, deformação crustal, terremoto da Península de Noto, deformação por slip lento