Efeitos sísmicos de material densamente enterrado na crosta profunda no sudeste da Península Coreana

Peso oculto sob a crosta

Por que dois dos maiores terremotos registrados na Coreia do Sul atacaram quase a mesma região com apenas um ano de diferença? Este estudo vai além das explicações usuais de colisões de placas e atividade humana para considerar um ator muito menos visível: uma laje densa de rocha enterrada profundamente na crosta sob o sudeste da Península Coreana. Ao modelar como esse material pesado deforma a crosta e redistribui tensões em falhas, os autores mostram que o que está a dezenas de quilômetros abaixo pode, silenciosamente, preparar falhas para terremotos poderosos na superfície.

Uma região de tremores incomuns

Os terremotos de Gyeongju (2016) e Pohang (2017), ambos de magnitude 5,5, ocorreram próximos ao sistema de falhas de Yangsan, no sudeste da Coreia, uma área já conhecida por atividade sísmica relativamente alta. O evento de Pohang atraiu atenção global por ter sido associado à injeção de fluidos em um projeto geotérmico, mas o volume de água injetada foi pequeno demais para explicar completamente a grande liberação de energia do tremor. Ao mesmo tempo, medições gravimétricas sobre a região revelam uma forte anomalia positiva, uma pista de que algo incomumente denso repousa em profundidade na crosta. Levantamentos sísmicos e magnéticos anteriores sugeriram a presença de uma zona espessa de rocha máfica, rica em ferro e magnésio, que se acredita ter se formado quando o magma se acumulou e solidificou na base da crosta quando o Mar do Leste se abriu milhões de anos atrás.

Uma laje enterrada que dobra a crosta

Os pesquisadores buscaram entender como esse material de alta densidade, interpretado como subplacagem magmática, altera as tensões na crosta e influencia grandes falhas. Primeiro, usaram dados detalhados de gravidade e sísmica para construir um retrato bidimensional da densidade crustal desde o interior da Coreia até o Mar do Leste, e então o converteram em um modelo tridimensional da região. Em suas simulações, o corpo denso fica logo acima da fronteira crosta-manto, sendo mais espesso a leste, sob a área costeira, e mais fino a oeste, para o interior. Por ser mais pesado que as rochas ao redor, age como um peso enterrado que empurra lentamente a crosta para baixo onde é mais espesso, enquanto provoca um arqueamento ascendente suave próximo às suas bordas.

Calor, fluxo e mudança de tensões

A temperatura desempenha um papel crucial nesta história. Medições em terra e no mar mostram que o sudeste da Coreia e a adjacente Bacia de Ulleung são mais quentes que a média da Península Coreana. Rochas mais quentes na crosta inferior e no manto superior são mais dúcteis e fluem com mais facilidade, permitindo que o corpo denso afunde mais e dobre a crosta sobrejacente com maior intensidade. A equipe executou modelos viscoelásticos 3D com diferentes temperaturas na fronteira crosta–manto, desde relativamente frias até bastante quentes. Nos casos mais quentes, a camada densa afundou mais, ampliando as mudanças de tensão na crosta superior. Diretamente acima da parte oriental mais espessa, o peso em subsidência gerou tensão compressiva adicional; em direção à margem ocidental mais fina, o arqueamento produziu zonas de tração. Essas diferenças de tensão se estenderam para cima até profundidades onde ocorrem terremotos e horizontalmente por dezenas de quilômetros.

Falhas mais próximas do colapso

Para avaliar como esse carregamento profundo poderia afetar terremotos reais, os autores calcularam mudanças em uma quantidade chamada tensão de ruptura de Coulomb em falhas mapeadas, incluindo os planos que se romperam nos eventos de Gyeongju e Pohang. Variações positivas significam que uma falha foi empurrada para mais perto do escorregamento; variações negativas significam que foi estabilizada. Mesmo sem o corpo denso, a compressão tectônica de longo alcance proveniente do movimento das placas já carrega muitas falhas no sudeste da Coreia. Entretanto, ao incluir a camada de alta densidade, observou-se um aumento sistemático na tensão de ruptura de aproximadamente 0,2 a 1 megapascal nos planos de falha de Pohang e Gyeongju e em vários segmentos de falha próximos, especialmente acima da parte oriental mais espessa do corpo. Esses aumentos de tensão foram maiores do que as mudanças diretas de tensão calculadas a partir da própria injeção de fluidos em Pohang, e tornaram-se mais fortes à medida que a crosta modelada se tornava mais quente e mais fraca.

Repensando o risco sísmico em regiões “estáveis”

Este trabalho conclui que uma fatia pesada e profunda de rocha sob o sudeste da Coreia vem, silenciosamente, elevando a tensão de fundo sobre falhas por longos períodos, ajudando a explicar por que essa região concentrou os terremotos mais significativos do país nos últimos anos. Atividades humanas, como a injeção de fluidos, podem ainda atuar como o gatilho final, mas somente porque as falhas já estavam próximas de um estado crítico devido ao carregamento tectônico amplificado pelo corpo denso enterrado. Para pessoas que vivem em áreas frequentemente consideradas geologicamente estáveis, a mensagem é clara: o risco sísmico não é controlado apenas pelas fronteiras de placas. Variações sutis na densidade crustal, temperatura e reologia podem concentrar tensões longe das bordas das placas, de modo que avaliações robustas de risco sísmico precisam olhar profundamente sob a superfície, integrando gravidade, fluxo de calor e imagens detalhadas do subsolo com modelos tectônicos tradicionais.

Citação: Kim, M., Choe, H., Cheon, Y. et al. Seismic effects of deep crustal high-density material in the southeastern Korean Peninsula. Commun Earth Environ 7, 328 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03345-x

Palavras-chave: terremotos intraplaca, risco sísmico, subplacagem magmática, tensão na crosta, Península Coreana