'Uma surpresa total' – Geólogos descobriram uma nova história de origem para a mortal falha de Seattle

Evidências magnéticas sugerem que a perigosa Zona da Fenda de Seattle pode ter surgido da divisão da borda do continente ao meio, há mais de 50 milhões de anos, oferecendo uma possível nova explicação para a formação da fenda.

A Zona de Falha de Seattle consiste em uma série de falhas superficiais que cortam as terras baixas de Puget Sound, representando um risco de terremotos devastadores para mais de quatro milhões de pessoas na região. Um estudo recente fornece uma nova perspectiva sobre a formação inicial de um sistema de falhas, com o objetivo de melhorar a previsão e a compreensão dos perigos potenciais desta região densamente povoada. O estudo foi publicado em Tectônicao jornal de pesquisa da Universidade do Golfo Pérsico que explora 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 contínua a oeste e sul, mas nem sempre foi assim. Washington no Eoceno parecia diferente do que é hoje, com um litoral a leste de onde hoje fica Seattle e uma cadeia de ilhas vulcânicas pontilhando o horizonte ao largo da costa.

O estudo indica que há cerca de 55 milhões de anos esta cadeia de ilhas foi puxada para o continente. Quando colidiu com a placa norte-americana, parte dela subiu acima da crosta enquanto o resto foi sugado para baixo. Entre essas duas partes, a crosta estava sob grande pressão e rasgada. Os autores do estudo levantam a hipótese de que esta antiga zona lacrimal preparou o cenário geológico para a moderna Falha de Seattle.

“Foi uma surpresa completa”, disse Megan Anderson, geofísica do Washington Geological Survey e principal autora do estudo. “Isso não era algo que procurávamos originalmente, mas nossos resultados preveem uma falha antiga tão grande quanto a falha de Seattle que existe hoje.”

A moderna zona de falha de Seattle passa diretamente pelas densamente povoadas Puget Lowlands, incluindo Seattle e sua área metropolitana. Há cinquenta milhões de anos, o continente dividiu-se em dois aqui, abrindo caminho geológico para fendas modernas, de acordo com um novo estudo tectónico. Crédito: Serviço Geológico de Washington.

Um enorme mistério

O noroeste do Oceano Pacífico fica logo no interior da zona de subducção de Cascadia, onde a densa crosta oceânica está sendo puxada para baixo do continente. Em 1700, uma zona de subducção com cerca de 1.000 km (620 milhas) de comprimento rompeu um grande terremoto de magnitude 8,7 a 9,2; Terremotos menores abalaram a região ao longo do século 20, mais recentemente durante o terremoto de Nisqually em 2001. Culpa de Seattle Foi visivelmente destruído em 923-924 DCcom base nas tradições orais indígenas locais e evidências geológicas ao longo da costa de Puget Sound.

Apesar da atividade sísmica na área, 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, digamos, sobre a falha de San Andreas”, disse Anderson. “A falha de Seattle pode gerar um terremoto de magnitude 7,2, e queremos estar preparados para isso. Ainda há muito que aprender para que os geólogos de engenharia possam realizar 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 transmitidas e refletidas por camadas rochosas subterrâneas. Os dados revelaram falhas e estruturas geológicas que sismólogos e geólogos interpretaram de forma diferente. Eles sabiam que a área continha uma zona de falha importante, mas os cientistas propuseram diferentes maneiras de conectar partes da falha, a profundidade e a inclinação da rocha.

Anderson e seus colegas decidiram testar as hipóteses atuais para a geometria da zona de falha, mapeando rochas com quilômetros de profundidade no 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 vinculou a 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) para o oeste de Washington revelam que as falhas (linhas pretas) em ambos os lados da moderna falha de Seattle estão orientadas em direções diferentes, indicando uma separação norte-sul significativa. Os autores de um novo estudo tectônico levantam a hipótese de que uma ruptura massiva entre material subductado e subductado (afundando e acrescido) poderia se formar a partir do estresse. Crédito: Modificado de Anderson et al./Tectonics

Os pesquisadores usaram modelos de computador para ver quais hipóteses, se alguma, se ajustavam aos dados gravitacionais, magnéticos e sísmicos. Os dados gravitacionais não mostraram um padrão complexo, mas os dados magnéticos revelaram dados sísmicos secretos importantes que foram perdidos: nas profundezas da crosta terrestre, a rocha alterna constantemente entre ser mais ou menos magnética, indicando camadas inclinadas de um tipo de rocha variável. Na visualização do mapa, as feições em ambos os lados do canto da Zona de Falha de Seattle estão distantes umas das outras; Ao norte da Zona de Falha de Seattle, as estruturas são orientadas norte-noroeste, enquanto ao sul, estão orientadas norte-nordeste.

Essas tendências instáveis ​​fizeram Anderson hesitar; Eles sugeriram uma cordilheira antiga, mas para verificar isso, Anderson precisava combinar os dados do mapa com rochas mais profundas. Para correlacionar a visualização do mapa com a geologia conhecida e mais profunda do embasamento, Anderson projetou um modelo vertical das rochas subterrâneas e descobriu que algumas dessas estruturas também mergulham em diferentes direções no subsolo.

“Essas são tendências muito diferentes”, disse Anderson. “Isso é muito difícil de fazer, a menos que haja um local onde as estruturas possam ser desmontadas e depois remontadas.”

Anderson encontrou uma possível nova explicação para o início da história da Zona de Falha de Seattle e por que ela foi reativada hoje.

Uma ruptura na continuidade da crosta terrestre

Os dados sugerem que há cerca de 55 milhões de anos, quando a zona de subducção arrastava uma cadeia de ilhas oceânicas, a metade norte da cadeia de ilhas foi subduzida, mas a metade sul foi adicionada ao topo da crosta terrestre, ou foi obscurecida. . Ao longo de alguns milhões de anos, à medida que as ilhas foram obscurecidas, elas colapsaram em um cinturão de montanhas dobrado e empurrado com topografia semelhante às atuais Montanhas Blue Ridge dos Apalaches.

A área onde as ilhas passaram da submersão à acreção teria sido submetida a uma pressão incrível e dilacerada.

“Teria sido uma ruptura lenta e constante, quase como uma concha se despedaçando”, disse Anderson. “À medida que isso progredia, a falha lacrimal tornou-se cada vez mais longa.”

Esta zona “rompida” se sobrepõe completamente à moderna zona de falha de Seattle.

A ruptura severa poderia ter parado depois que as ilhas colidiram com o continente, mas o estrago estava feito. A zona de ruptura intensa criou uma crosta fragmentada e fraca, estabelecendo o cenário geológico para a moderna Zona de Falha de Seattle.

Além de fornecer uma possível explicação para a existência da zona de falha, os resultados do estudo sobre a geometria de falhas antigas e estruturas geológicas em Washington fornecem detalhes valiosos sobre o leito rochoso abaixo e dentro da Bacia de Seattle. Esta bacia está repleta de quilómetros de rochas sedimentares soltas que aumentam a força dos tremores sísmicos do solo, e os novos dados podem ajudar os cientistas a criar modelos mais precisos das futuras vibrações do solo na região.

Anderson está entusiasmada em usar suas descobertas para estudar as falhas ativas no oeste de Washington.

“Descobrir esta história tectônica enterrada foi muito divertido e agora fornecerá uma excelente base para voltar a responder às nossas perguntas originais sobre a geometria das falhas ativas da falha de Seattle e outras falhas no oeste de Washington”, disse Anderson.

Referência: “Estrutura profunda de Silicetsia nas terras baixas de Puget: imaginando o planalto obscuro e o cinturão de empuxo de acréscimo com campos potenciais” por ML Anderson, RJ Blakely, R. Wells e J. D. Dragovic, 06 de fevereiro de 2024, Tectônica.
doi: 10.1029/2022TC007720