Estrutura fina da placa e mecanismo de terremotos profundos sob o centro do Japão

Terremotos Onde as Rochas Não Deveriam Romper

A maioria dos terremotos ocorre perto da superfície da Terra, onde rochas frias e frágeis podem se romper. Ainda assim, alguns dos abalos mais fortes do planeta trovejam a centenas de quilômetros de profundidade, em regiões tão quentes e comprimidas que as rochas deveriam fluir em vez de fraturar. Este estudo investiga as profundezas sob o centro do Japão para mapear a estrutura oculta de uma placa oceânica afundante e revela como mudanças sutis nos minerais e vestígios de água podem desencadear esses misteriosos terremotos profundos.

Um Bairro Agitado nas Profundezas do Japão

O centro do Japão situa-se em uma encruzilhada geológica onde várias placas tectônicas colidem e mergulham umas sob as outras. Uma porção velha e fria do fundo do Pacífico está afundando sob o Japão, formando uma gigantesca placa que desce para o manto terrestre. Como o Japão está coberto por sismômetros sensíveis e dispõe de décadas de registros de alta qualidade, essa região é um laboratório natural ideal para estudar como e onde ocorrem terremotos profundos dentro da placa em subducção.

Vendo o Interior de uma Placa Afundante

Os autores analisaram 572 terremotos com profundidade superior a 300 quilômetros registrados por mais de cem estações sísmicas. Usando uma técnica avançada de imagem chamada tomografia por diferença dupla, eles rastrearam a velocidade com que diferentes tipos de ondas sísmicas atravessam a placa. Variações na velocidade das ondas revelam mudanças nas propriedades das rochas, de modo semelhante a exames de tomografia computadorizada que mostram estruturas no corpo humano. As novas imagens mostram um notável cinturão de baixa velocidade dentro da placa do Pacífico a profundidades de aproximadamente 330 a 380 quilômetros, encaixado entre regiões mais rápidas acima e abaixo. Esse padrão em três camadas é muito mais fino do que o que modelos anteriores conseguiam resolver.

Uma Língua Oculta de Transformação Atrasada

Para interpretar esses padrões, o estudo se concentra na olivina, um mineral verde comum que domina o manto superior da Terra. Sob grande pressão, a olivina deveria transformar-se em formas mais densas. Mas em placas muito frias essa transformação pode ser retardada, deixando um núcleo de olivina “fora de equilíbrio” conhecido como cunha metastável. Os resultados da tomografia condizem com essa ideia: a camada intermediária de baixa velocidade provavelmente marca uma zona em forma de língua onde a olivina está ativamente se transformando, enquanto as camadas acima e abaixo abrigam formas minerais mais estáveis. Diferenças sutis entre as velocidades das ondas sugerem que pequenas quantidades de água também estão presentes ao redor dessa zona metastável, mesmo a essas profundidades extremas.

Água, Compressão e Ruptura em Fuga

A equipe também examinou como a placa está sendo comprimida e esticada ao analisar muitos mecanismos focais de terremotos, que registram como cada evento deslizou. Em profundidades intermediárias, a placa está principalmente em tração, consistente com estudos anteriores que vinculam os terremotos dessa profundidade à degradação de minerais ricos em água. Abaixo de cerca de 300 quilômetros, contudo, o estado de esforço se inverte: a placa é comprimida ao longo de seu comprimento. Nessa região mais profunda, argumentam os autores, pequenos bolsões de olivina na borda da cunha metastável colapsam subitamente em minerais mais densos sob compressão, formando “anticrackes” que podem conectar-se em falhas. Pequenos terremotos provavelmente começam ao redor da margem da cunha, onde alguns minerais portadores de água desidratam e aceleram essa transformação. À medida que essas rupturas crescem, podem propagar-se para o interior mais seco da cunha e até além, gerando terremotos de foco profundo maiores.

Por que Esses Terremotos Profundos Importam

O estudo conclui que os terremotos profundos sob o centro do Japão são melhor explicados por um processo combinado: transformações minerais em uma cunha fria e metastável de olivina, reforçadas pela desidratação em grande profundidade e orientadas pelo modo como a placa está submetida a esforços. Este trabalho fornece uma das imagens mais nítidas até agora dessa cunha oculta e de sua estratificação interna, conectando a física dos minerais, a presença de água no interior profundo da Terra e os padrões reais de terremotos. Embora os detalhes possam diferir em outras zonas de subducção, os resultados aproximam os cientistas de uma explicação geral de como as rochas conseguem romper em lugares onde, pelas regras comuns, elas deveriam simplesmente dobrar.

Citação: Zhang, X., Jiang, G., Zhao, D. et al. Fine slab structure and mechanism of deep earthquakes beneath central Japan. Commun Earth Environ 7, 256 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03280-x

Palavras-chave: terremotos de foco profundo, zonas de subducção, fossa do Japão, cunha metastável de olivina, tomografia sísmica