Terremotos

Marcus V. Cabral

A crosta terrestre é formada por placas rígidas (placas litosféricas) que se deslocam em diferentes direções, como se flutuassem sobre o manto, que é uma porção da Terra de consistência plástica. Esse movimento é vagaroso, apenas alguns centímetros por ano. Mas, as placas são massas colossais e quando duas delas se encontram, começa a haver uma  compressão.  Em dado instante, a tensão acumulada é tão grande que supera a resistência das rochas e ocorre uma ruptura, chamada falha geológica. Nesse momento, ocorre o terremoto.
Na região onde duas placas estão se afastando, também ocorre tensão, só que de distensão, não de compressão.

A quase totalidade da atividade sísmica do planeta ocorre em limites de placas litosféricas, com terremotos interplacas. Os mapas que mostram a localização dos epicentros deixam bem clara a grande concentração dos sismos, por exemplo, nos bordos da placa do Pacífico. Nada menos de 75% da energia liberada por terremotos ocorre naquela região do globo, conhecida por Cinturão de Fogo do Pacífico, porque os terremotos são ali acompanhados de vulcanismo.

Mas, embora menos freqüentes, pode haver terremotos também dentro de uma placa (terremotos intraplaca). Eles são em geral de pequena intensidade quando comparados com os de bordo de placa. Como o Brasil está na Placa Sul-Americana e esta se choca com outra placa na região da Cordilheira dos Andes, fora do nosso território, estamos livres de terremotos muito fortes, registrando apenas os intraplaca. Mas, isso não significa que aqui ocorrem apenas acomodações de camadas, como se pensava até a década de 70 do século passado.
Os sismos intraplaca são rasos (até 30-40 km de profundidade), e de magnitudes baixas a moderadas.
O ponto no interior da crosta onde se inicia a ruptura e a conseqüente liberação da tensão acumulada chama-se hipocentro (ou foco). O ponto da superfície terrestre imediatamente acima do hipocentro é o epicentro. Este é o que mais interessa à população atingida pelo terremoto, pois ele é uma cidade, um povoado, ou um ponto a uma certa distância de um local conhecido, e não um ponto perdido no interior da crosta.
Quando um terremoto é de baixa intensidade, chama-se de abalo sísmico ou tremor de terra. Mas, a origem e a natureza são exatamente as mesmas, diferindo apenas a extensão da área de ruptura.
O terremoto provoca o surgimento de ondas sísmicas, que se propagam em todas as direções. Elas são de dois tipos, as ondas primárias (ondas P) e as ondas secundárias (ondas S).
As ondas primárias são longitudinais, isso e, vibram na mesma direção em que se propagam. As ondas secundárias são transversais, pois vibram em direção perpendicular As ondas primárias são mais velozes e provocam deformações de compressão e dilatação. As secundárias, mais lentas, provocam deformações tangenciais, também chamadas de cisalhamento.
O som provocado pelo terremoto e propagado pelo ar é transmitido através de ondas do tipo P.  Nos líquidos, também, pois as ondas S só se propagam em meio sólido.
Vimos que a velocidade das ondas primárias é maior que a das ondas secundárias. Mas, é importante saber que quanto maior a densidade da rocha, maior a velocidade das ondas sísmicas.

Como se medem os terremotos
O tamanho relativo dos sismos é chamado de magnitude. Ela é medida usando-se a chamada Escala Richter, criada em 1935, por Charles Richter. Essa escala é logarítmica, ou seja, de um grau para o grau seguinte a diferença na amplitude das vibrações é de dez vezes. E a diferença da quantidade de energia liberada é de 30 vezes. Isso significa que um terremoto de magnitude 6 tem vibrações dez vezes menores que um terremoto de magnitude 7 e cem vezes menores que um cuja magnitude é 8.
A mídia costuma afirmar que a Escala Richter vai até 9, mas isso está errado. É verdade que nunca se registrou um terremoto de 10 graus, mas o fato é que a escala não tem limite, nem superior, nem inferior. Um abalo muito fraco pode inclusive ter magnitude negativa, pois a escala apenas compara os terremotos entre si.
Modernamente, usa-se também uma outra escala, que é absoluta e não relativa como a Richter. Ela baseia-se no chamado momento sísmico. De acordo com ela, o maior terremoto já registrado foi um que atingiu o sul do Chile em 1960.
Para se ter uma idéia mais exata do que representa um terremoto muito forte, se ele atingir magnitude 9 na Escala Richter, provocará uma rachadura que cortará a crosta terrestre numa distância igual à que separa o Rio de Janeiro de São Paulo, com cada bloco se afastando 10 m em relação ao outro.
Em 90% dos casos, a magnitude de um terremoto não passa de 7,0 graus.
Uma outra maneira de medir os terremotos e avaliando os efeitos que eles causam em determinado lugar. Para isso, usa-se a Escala Mercalli Modificada.
A Escala Mercalli não se baseia em medições feitas com instrumentos, mas sim na avaliação visual do efeito causado pelo terremoto em objetos e construções e sobre as pessoas.
Quando se passa de um grau dessa escala para o grau seguinte, a aceleração do solo aumenta aproximadamente o dobro.
Essa escala é menos precisa que a Escala Richter, porque usa conceitos como poucas pessoas e muitas pessoas, sem definir um número exato. Mas, por outro lado, é importante para se avaliar um terremoto ocorrido há muito tempo, numa época em que não havia estações sismográficas.

Terremotos no Brasil
Embora se situe no interior de uma placa litosférica e, portanto, em área tectonicamente estável, o Brasil tem uma atividade sísmica que não pode ser ignorada.

A Escala Mercalli

Grau	Descrição dos Efeitos
I	Não sentido. Leves efeitos de período longo de terremotos grandes e distantes.
II	Sentido por poucas pessoas paradas, em andores superiores ou locais favoráveis.
III	Sentido dentro de caso. Alguns objetos pendurados oscilam. Vibração parecida à do passagem de um caminhão leve. Duração estimado. Pode não ser reconhecido com um abalo sismico.
IV	Objetos suspensos oscilam. Vibração parecida o da passagem de um caminhão pesado. Janelas, louças, portas fazem barulho. Paredes e estruturas de madeiro rangem.
V	Sentido fora de casa; direção estimada. Pessoas acordam. Liquido em recipiente é perturbado. Objetos pequenos e instáveis são deslocados. Portas oscilam, fecham, abrem.
VI	Sentido por todos. Muitos se assustam e saem às ruas. Pessoas andam sem firmeza Janelas, 1ouças quebrados. Objetos e livros caem de prateleiras. Reboco fraco e construção de má qualidade racham.
VII	Difícil manter-se em pé. Objetos suspensos vibram. Móveis quebram. Danos em construção de má qualidade, algumas trincas em construção normal. Queda de reboco, ladrilhos ou tifojolos mal assentados, telhas. Ondas em piscinas. Pequenos escorregamentos de barrancos arenosos.
VIII	Danos em construções normais com colapso parcial. Algum dano em construções reforçadas. Queda de estuque e alguris muros de alvenaria. Queda de chaminés, monumentos, torres e caixas d’água, Galhos quebram-se das árvores. Trincas no chão.
IX	Pânico geral. Construções comuns bastante danificadas, às vezes colapso total. Danos em construções reforçadas. Tubulação subterrãnea quebrada. Rachaduras visíveis no solo.
X	Maioria das construções destruidos até nas fundações. Danos sérios a barragens e diques. Grandes escorregamentos de terra. Água jogada nas margens de rios e canais, Trilhos levemente entortados.
XI	Trilhos bastante entortados. Tubulaçôes subterrâneas completamente destruidos.
XII	Destruição quase total. Grandes blocos do racha deslocados. Linhas de visada e níveis alterados. Objetos atirados ao ar.

Fonte: Assunção & Dias Neto, 2000 (modificado)


O maior terremoto registrado no nosso país ocorreu em 1955 e teve seu epicentro 370 km ao norte de Cuiabá (MT).  A magnitude atingiu 6,2 graus na Escala Richter.
Em 1980, houve outro terremoto, com magnitude 5,2, sentido em praticamente todo o Nordeste. Este provocou o desabamento parcial de algumas casas em Pacajus (CE).
Em 8 de junho de 1994, a cidade de Porto Alegre (RS) foi atingida pelas ondas sísmicas provocadas por um terremoto que ocorreu na Bolívia, a 2.200 km de distância. O abalo, que atingiu 7,8 graus na escala Richter, foi mais forte que aquele ocorrido nos Estados Unidos em janeiro daquele ano, e que, com uma magnitude de 6,6 graus, destruiu diversos bairros de Los Angeles. O terremoto da Bolívia, porém, teve consequências bem menos sérias porque seu hipocentro situou-se a grande profundidade, 600 km abaixo da superfície.
Em Porto Alegre, ele foi sentido por algumas pessoas; fez sacudir lustres e objetos suspensos; fez vibrar móveis nos andares mais altos de alguns edifícios; fez girar ventiladores que estavam desligados.
Esses sinais permitem dizer que ele teve uma intensidade IV na escala de Mercalli, sendo por isso classificado como moderado.
Esse terremoto levou 5min 38 s para ser sentido em Porto Alegre, tempo que as ondas sísmicas, viajando a 6,5 km/s, levaram para percorrer os 2.200 km que separam a capital  gaúcha do seu epicentro.
Em nosso país, ocorrem a cada ano, em média, 20 sismos de magnitude maior que 3,0 e dois com magnitude maior que 4,0. Isso confirma uma descoberta de Charles Richter: um  aumento de um grau na magnitude, diminui em cerca de dez vezes a quantidade de terremotos, seja em que região do mundo for.
No Brasil, terremotos com magnitude maior que 7,0 devem ocorrer uma vez a cada 500 anos; no Chile, isso ocorre a cada 3 anos.
A primeira vítima de terremoto no Brasil foi a menina Jesiane Oliveira da Silva, de 5 anos. Um terremoto de 4,9 pontos na escala Richter que atingiu o vilarejo de Caraíbas, em Itacarambi (MG), em 9 de setembro de 2007, avariou todas as 75 construções da comunidade e destruiu seis delas. Em uma destas seis, estava Jesiane. Outras seis pessoas ficaram feridas, duas em estado grave. Uma delas era a irmã gêmea da menina, que estava com ela na mesma cama.

Terremotos provocados pela atividade humana
Por estranho que pareça, há terremotos que são provocados pela atividade humana.  Eles são chamados de sismos induzidos e surgem em decorrência de explosões nucleares, introdução de água e gás sob pressão no subsolo, construção de barragens, mineração a céu aberto de grandes proporções ou extração de fluidos, como petróleo, do subsolo.
De todas essas causas, a única que tem provocado sismos de magnitude considerável é a construção de barragens, mais precisamente, o enchimento do lago, pelo enorme peso que passa a existir no local. O maior desses sismos ocorreu na Índia, em 1967, na barragem de Koyna. Ele atingiu magnitude 6,3 e provocou 200 mortes.
No Brasil, o primeiro sismo induzido de que se tem notícia ocorreu na Hidroelétrica de Capivari-Cachoeira, a nordeste de Curitiba (PR), entre 1971 e 1972. A atividade sísmica continuou até 1979, mas cada vez menos intensa.
Em terremotos desse tipo, é fácil entender, o risco maior é o de afetar a estrutura da própria barragem, pois ela se encontra no epicentro do abalo.
No dia 7 de setembro de 2001, um milhão de crianças do Reino Unido pularamnos pátios de suas escolas ao mesmo tempo para tentar provocar um terremoto. A iniciativa foi do governo britânico, como parte das atividades do Ano da Ciência, que teve por objetivo despertar o interesse pela ciência em crianças e jovens de 10 a 19 anos de idade.
O resultado não foi além de um ligeiro rabisco nos sismógrafos, mas foi aceito pelo Guiness – O Livros dos Recordes como o maior salto simultâneo da história.

O registro dos terremotos
Os terremotos são registrados e estudados nas estações sismográficas.
Nelas, aparelhos chamados sismômetros medem os terremotos e outros, chamados sismógrafos, registram seus efeitos numa folha de papel. Esse registro é chamado de sismograma.
O sismograma é desenhado por uma agulha que se apóia sobre um papel, o qual, por sua vez, envolve um cilindro giratório.  À medida que o cilindro vai girando, a agulha vai desenhando o sismograma, através de movimentos em zigue-zague. Quando não há atividade sísmica, a linha é praticamente reta. Quando os abalos surgem, a agulha começa a dar saltos, movendo-se  horizontalmente.

TERREMOTOS TERRÍVEIS Todo terremoto de grande magnitude é apavorante quando atinge áreas povoadas. Isso é cada vez mais comum, porque a humanidade constantemente ocupa espaços vazios na superfície da Terra. Entre os maiores terremotos que a humanidade enfrentou estão os seguintes: 23.01.1556 – Shensi China – magnitude ignorada - o maior número de mortos: 830.000 01.11.1755 – Lisboa, Portugal – 8,7 graus - O maior terremoto em crosta oceânica. Causou um tsunami devastador e foi seguido de enormes incêndios. 22.05.1960 – Sul do Chile – 8,5 graus - O terremoto de maior magnitude do século XX (9,7 graus se medida com base no momento sísmico). 04.02.1875 – Liaoning, China – 7,2 graus - único grande terremoto previsto com sucesso. Teve poucos mortos. 28.06.1992 – Landers, Califórnia, EUA – 7,5 graus – Causou uma ruptura na superfície de 70 km. 16.01.1995 – Kobe, Japão – 6,9 graus – 100.000 prédios destruídos.

Terremotos no Brasil
O Brasil é tido como um país livre de terremotos, o que não impede que alguns deles sejam sentidos aqui. No dia 8 de junho de 1994, por exemplo, a cidade de Porto Alegre (RS) foi atingida pelas ondas sísmicas provocadas por um terremoto que ocorreu na Bolívia, a 2.200 km de distância.
O abalo, que atingiu 7,8 graus na escala Richter, foi mais forte que aquele ocorrido nos Estados Unidos em janeiro daquele ano, e que, com uma magnitude de 6,6 graus, destruiu diversos bairros de Los Angeles. O terremoto da Bolívia, porém, teve conseqüências bem menos sérias porque seu hipocentro (local no interior da Terra onde ele ocorre) situou-se a grande profundidade, 600 km abaixo da superfície.
Em 90% dos casos, a magnitude de um terremoto não passa de 7,0 graus. Deve-se lembrar que a Escala Richter é uma escala logarítmica. Isso significa que a magnitude 7 é dez vezes maior que a 6,0, cem vezes maior que a 5,0, mil vezes maior que a 4,0, etc. Essa escala avalia os terremotos de acordo com a energia liberada ou, mais precisamente, de acordo com a amplitude das ondas sísmicas que eles provocam. Em áreas urbanas, como Porto Alegre, a importância do terremoto é avaliada de modo mais apropriado com a escala de Mercalli, que classifica os sismos conforme os efeitos que provocam sobre a população e as edificações. O sismo de 8 de junho foi sentido desde o Canadá até a Argentina.
Em Porto Alegre, ele:

• foi sentido por algumas pessoas;
• fez sacudir lustres e objetos suspensos;
• fez vibrar móveis nos andares mais altos de alguns edifícios;
• fez girar ventiladores que estavam desligados.

Esses sinais permitem dizer que ele teve uma intensidade IV na escala de Mercalli, que varia de I a XII, sendo por isso classificado como moderado.
A escala Richter, ao contrário da escala de Mercalli, não tem um limite definido. A imprensa costuma informar equivocadamente que ela vai de 1 a 9 porque nunca se registrou um terremoto com magnitude 9,0.
O terremoto boliviano de 8 de junho de 1994 levou 5min 38s para ser sentido em Porto Alegre. Este foi o tempo em que as ondas sísmicas, viajando a 6,5 km/s, levaram para percorrer os 2.200 km que nos separam do seu epicentro (ponto da superfície situado exatamente acima do hipocentro).

Origem dos terremotos
A crosta terrestre, camada rígida e mais superficial da Terra, está dividida em blocos, chamados placas tectônicas. Essas placas movem-se muito lentamente (alguns centímetros por ano) e podem se chocar umas contra as outras. Daí surgem os terremotos. A América do Sul é uma dessas placas e desloca-se para Oeste. Neste movimento, afasta-se da placa onde está a África (à qual já esteve unida no passado) e choca-se contra a placa de Nazca, que forma uma parte do fundo do oceano Pacífico. Desses choques, surgiu a cordilheira dos Andes, um amarrotamento da crosta terrestre. Isso explica por que ocorrem fortes terremotos nos países andinos, mas apenas abalos pouco intensos no Brasil.

Sismógrafos e sismogramas
Os terremotos são registrados e estudados nas estações sismográficas. Em Porto Alegre, encontra-se a única dessas estações existentes na Região Sul do Brasil, pertencendo à Universidade Federal do Rio Grande do Sul e coordenada pelo Prof. Antônio Flávio Uberti Costa, que até recentemente trabalhou na CPRM.

Nas estações sismográficas, aparelhos chamados sismômetros medem os terremotos e outros, chamados sismógrafos, registram seus efeitos numa folha de papel. Esse registro é chamado de sismograma.
O sismograma é desenhado por uma agulha que se apóia sobre um papel, o qual, por sua vez, envolve um cilindro giratório. À medida que o cilindro vai girando, a agulha vai desenhando o sismograma, através de movimentos em zigue-zague. Quando não há atividade sísmica (abalos), a linha é praticamente reta. Quando os abalos surgem, a agulha começa a dar saltos, movendo-se horizontalmente.

Fontes
ASSUMPÇÃO, Marcelo & DIAS NETO, Coriolano M.  Sismicidade e estrutura interna da Terra.  In: TEIXEIRA, Wilson et al. org.
Decifrando a Terra.  São Paulo:  Oficina de Textos,  2000.  568p.  il.  p. 43-62.

Por que a terra treme no BrasilGeogf

Sismólogos propõem uma nova explicação para os terremotos no país

IGOR ZOLNERKEVIC e RICARDO ZORZETTO | Edição 207 - Maio de 2013

© PEDRO HAMDAN

Um perfill continental: ilustração apresenta variações no relevo (linha branca) e na crosta da América do Sul

Em 8 de outubro de 2010 a terra tremeu como jamais se havia visto em Mara Rosa, cidade com 10 mil moradores no norte de Goiás. Passava um pouco das 5 da tarde daquela sexta-feira e as pessoas se preparavam para o fim de semana quando o chão balançou tão intensamente a ponto de se tornar difícil ficar em pé. Árvores chacoalharam, paredes trincaram e telhas despencaram das casas. Menos de um minuto mais tarde, os reflexos desse terremoto de magnitude 5, um dos mais fortes registrados no país nos últimos 30 anos, haviam percorrido 250 quilômetros e alcançado Brasília, onde alguns prédios chegaram a ser desocupados. “Muita gente em Mara Rosa pensou que a terra fosse se abrir e o mundo acabar”, conta Lucas Barros, chefe do Observatório Sismológico da Universidade de Brasília (UnB). Nas semanas seguintes Barros e sua equipe instalaram sismógrafos em Mara Rosa e nos municípios vizinhos para acompanhar a reverberação daquele tremor. Em seis meses, outros 800 sismos, menos intensos, ocorreram ali e ajudaram a determinar a causa direta do desassossego da terra naquela região. Bem abaixo de Mara Rosa, a uns três quilômetros de profundidade, há uma extensa rachadura na crosta terrestre, a camada mais rígida e externa do planeta. E, ao longo dessa fratura que se estende por cinco quilômetros, as rochas haviam se deslocado, fazendo a terra tremer. “Tivemos de fazer audiência pública em Mara Rosa e em Mutunópolis para explicar às pessoas o que estava ocorrendo e o que elas deviam fazer para se proteger”, diz Barros.

A identificação dessa fratura não chegou a surpreender o grupo da UnB. Mara Rosa e outros municípios do norte de Goiás e do sul de Tocantins se encontram em uma região geologicamente instável: a zona sísmica Goiás-Tocantins, que concentra 10% dos terremotos do Brasil. Parte dos geólogos atribui a elevada frequência de tremores nessa área – uma das nove zonas sísmicas delimitadas no país, com 700 quilômetros de comprimento por 200 de largura – à proximidade com o Lineamento Transbrasiliano, uma extensa cicatriz na crosta terrestre que cruza o Brasil e, do outro lado do Atlântico, continua na África. Acredita-se que ao longo do lineamento a crosta seja mais frágil por concentrar blocos rochosos trincados que, sob compressão, se movimentariam mais facilmente produzindo terremotos.

Mas nem todos concordam. Muitas vezes a localização dos tremores não coincide com a desse conjunto de falhas e, em certos trechos dele, nunca se detectaram tremores. Quem duvida da influência direta do lineamento sobre os sismos dessa região aposta em causas mais profundas, como as que acabam de ser identificadas por um grupo de pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP) a partir do levantamento da espessura da crosta terrestre no país, recém-concluído.

© ANA PAULA CAMPOS

Em um trabalho publicado em fevereiro deste ano na Geophysical Research Letters, o sismólogo Marcelo Assumpção e o geofísico Victor Sacek apresentam uma explicação mais completa – e, para muitos, mais convincente – para a concentração de tremores em Goiás e Tocantins. Em algumas áreas dessa zona sísmica a crosta terrestre é mais fina do que em boa parte do país e encontra-se tensionada pelo peso do manto, a camada geológica inferior à crosta e mais densa do que ela. Medições da intensidade do campo gravitacional nessas áreas de crosta fina indicam que, ali, há um espessamento do manto. Essa combinação faz essas duas camadas de rocha – a crosta e a região superior do manto, que do ponto de vista físico se comportam como uma estrutura única e rígida chamada pelos geólogos de litosfera – vergarem como um galho prestes a se romper. Nessa situação, a litosfera pode trincar como uma régua de plástico que é curvada quando se tenta unir suas extremidades (ver infográfico ao lado). “A litosfera tende a afundar onde ela é mais densa e a subir onde a densidade é menor”, explica Assumpção. “Essas tendências causam tensões que produzem falhas e, eventualmente, provocam sismos”, completa o sismólogo do IAG, coordenador da Rede Sismográfica do Brasil, que monitora os terremotos no país.

Durante uma conversa em sua sala no início de abril, Sacek, coautor do estudo, pegou um livro de capa flexível para ilustrar o que ocorre no trecho da zona sísmica Goiás-Tocantins onde se encontra Mara Rosa. “Supondo que esse livro represente a litosfera da região, um acréscimo de carga no interior da litosfera, por haver uma proporção maior de rochas do manto [mais densas], vai fazê-la sofrer uma flexura”, explicou, colocando o livro na posição horizontal e pressionando suas laterais, o que o fez se dobrar como se um bloco de pedra estivesse colado à capa inferior. Como resultado, a parte superior é submetida a forças de compressão e a inferior a forças de distensão. “Embora seja rígida, a litosfera tem alguma flexibilidade e resiste até certo ponto à deformação”, diz Sacek. “Mas a partir de determinado limite ela pode vergar e se romper.”

Anos atrás, analisando o mapa da distribuição de sismos no Brasil, Assumpção percebeu que a maioria deles ocorria no trecho de Goiás e Tocantins no qual em 2004 o geofísico Jesús Berrocal, ex-professor da USP, havia identificado uma anomalia gravimétrica. Lá o campo gravitacional é anormalmente elevado para uma região de planalto com altitude média entre 300 e 400 metros. Naquelas terras planas e relativamente baixas – por exemplo, não existem cadeias de montanhas ali – não há excesso de massa sobre a superfície que justifique a flexura da litosfera. Logo, concluiu Assumpção, essa massa só poderia estar embaixo da terra. Provavelmente em regiões profundas como as camadas mais superficiais do manto, uma vez que a crosta só tem 35 quilômetros de espessura.
Mas era preciso verificar se essa ideia fazia sentido e se o espessamento do manto podia, de fato, fazer a litosfera se curvar. Assumpção pediu então a Sacek, especialista em simulações computacionais, que criasse um modelo matemático para representar as camadas geológicas daquela área de Goiás e Tocantins que levasse em conta todas as forças que atuam sobre elas. Sacek desenvolveu um programa incluindo tanto o efeito de forças locais, originadas a poucas dezenas de quilômetros da região dos sismos por diferenças de relevo (vales, rios e morros) e por variações na espessura da crosta, como o de forças regionais, de escala planetária, que ocorrem a milhares de quilômetros de distância, nas bordas dos blocos em que está dividida a litosfera.

© ANA PAULA CAMPOS

Ao unir esses elementos, Sacek identificou uma zona de fragilidade da crosta que coincide com a área de mais sismos em Goiás e Tocantins. Nesse grande bloco, com 200 quilômetros de largura e 5 de profundidade, as forças são intensas a ponto de superar o limite de elasticidade das rochas e fragmentá-las. “Esse modelo explica até a profundidade dos sismos, que em geral ocorrem a menos de cinco quilômetros da superfície”, afirma Sacek.

Ele e Assumpção acreditam que esse mecanismo – a flexura em região de crosta mais fina – pode também ser a causa da elevada frequência de tremores em outras regiões do país, como a bacia do pantanal e a zona sísmica de Porto de Gaúchos, em Mato Grosso, onde em 1955 ocorreu o maior abalo sísmico já registrado no Brasil, com magnitude de 6,2 graus na escala criada por Charles Richter. Os terremotos com magnitude superior a 5 são raros no país – ocorre, em média, um a cada cinco anos. Mas, mesmo fracos, costumam assustar a população, pouco habituada a conviver com os sismos e pouco preparada para lidar com eles. Além de falta de informação sobre como enfrentar os tremores, as residências mais pobres não resistem a abalos pequenos, que causariam poucos danos em uma metrópole. Em 9 de dezembro de 2007, um tremor de magnitude 4,9 danificou várias casas no povoado de Caraíbas, nos arredores de Itacarambi, norte de Minas Gerais, onde a queda de uma parede matou uma criança. “Essa é a única morte direta causada por um terremoto de que se tem notícia no país”, conta o geólogo Cristiano Chimpliganond, da UnB.

A flexura da crosta também explica os terremotos em outra zona sísmica do Brasil: a margem da plataforma continental entre os estados do Rio Grande do Sul e o Espírito Santo. A uma distância que varia de 100 a 200 quilômetros da costa, o fundo do mar sofre um declive abrupto. Nesse degrau, a profundidade do oceano passa de 50 metros para 2 mil metros. Os sedimentos que os rios transportam para o mar se acumulam na extremidade desse degrau, exercendo um peso extra sobre a crosta. Assumpção acredita que essa sobrecarga provoque os sismos detectados nessa região, por mecanismos semelhantes ao que estaria ocorrendo em Goiás e Tocantins. A diferença nesse caso é que o excesso de massa não se encontra sob a crosta, mas sobre ela.
Em um trabalho de 2011, Assumpção e colaboradores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), do Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) e da Petrobras analisaram um terremoto que ocorreu em abril de 2008 a 125 quilômetros ao sul da cidade de São Vicente, no litoral paulista – e que foi sentido até na cidade de São Paulo. O ponto de origem do tremor foi justamente a extremidade do degrau da plataforma continental e as características de suas ondas sísmicas parecem confirmar a ideia de que foi desencadeado pela sobrecarga de sedimentos.
A elaboração desses modelos sobre a causa dos tremores brasileiros só foi possível graças à descoberta de variações na espessura da crosta terrestre no país.

ssumpção e colaboradores da UnB, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e do Observatório Nacional (ON) reuniram informações sobre a espessura da crosta em quase mil pontos na América do Sul, tanto no continente como no oceano – desse total, cerca de 200 medições foram feitas nos últimos 20 anos com financiamento da FAPESP e do governo federal. No mapa que sintetiza esses dados, publicado no Journal of South American Earth Sciences, os pesquisadores chamam a atenção para as regiões onde a crosta é mais espessa ou mais delgada. “A espessura da crosta é um dos parâmetros mais importantes para compreender a tectônica [as forças e os movimentos das camadas geológicas] de uma região”, afirma o sismólogo Jordi Julià, da UFRN.

Essa é a compilação mais completa e detalhada já feita sobre a crosta brasileira. A espessura em todos esses pontos foi obtida a partir da combinação de dados obtidos por três métodos que usam as ondas sísmicas para deduzir a estrutura das camadas geológicas por onde elas passam. O mais preciso deles – e também o mais caro – é a refração sísmica, no qual os pesquisadores registram ao longo de centenas de quilômetros os tremores causados por explosões controladas (ver Pesquisa FAPESP nº 184). Os dois outros métodos se baseiam no monitoramento ao longo de anos dos terremotos que acontecem ao redor do globo.

De modo geral, a crosta no Brasil tem espessura semelhante à dos outros continentes – em média de 40 quilômetros, medidos a partir do nível do mar. Há algumas regiões no país, porém, em que a crosta chega a ser mais fina do que 35 quilômetros. A existência de uma delas – uma faixa de quase mil quilômetros que vai do pantanal, em Mato Grosso do Sul, a Goiás e Tocantins – ainda não está bem delineada, porque há poucas informações sísmicas disponíveis sobre a região. Já no Nordeste, onde foi feita a maioria dos experimentos de refração sísmica pela equipe de Reinhardt Fuck, da UnB, a incerteza é menor.
Ali se localiza a área mais vasta do território nacional com crosta menos espessa: a província de Borborema, bloco rochoso sobre o qual se assentam quase todos os estados do Nordeste, a região com maior frequência de tremores no país. Em alguns pontos dessa região, a crosta tem menos de 30 quilômetros. Esse afinamento parece ter ocorrido entre 136 milhões e 65 milhões de anos atrás, período em que a América do Sul se separou da África.

Cordilheira dos Andes: região em que a crosta é mais espessa na América do Sul e atinge até 75 quilômetros

Um dos recordes de espessura está sob a floresta amazônica, na fronteira entre os estados de Roraima, Amazonas e Pará. Com até 45 quilômetros de espessura, esse é um dos pedaços da crosta mais antigos do Brasil, com mais de 2,5 bilhões de anos. “Essas regiões mais antigas tendem a ter crosta mais espessa”, diz Assumpção.

Mas o trecho de crosta mais espessa do país se encontra em uma região relativamente jovem, a bacia do Paraná, que começou a se formar há 460 milhões de anos. No interior de São Paulo, próximo ao rio Paraná, a crosta alcança 46 quilômetros de espessura. Assumpção propõe duas possíveis razões para esse espessamento. A primeira, sugerida por diversos estudos, é que sob a bacia do Paraná haveria um bloco de crosta mais antiga, com bilhões de anos de idade, batizado de cráton do Paranapanema. A segunda tem a ver com a intensa atividade vulcânica ali há 130 milhões de anos.
Por algum motivo que não se conhece, o manto abaixo da bacia do Paraná se tornou anormalmente quente, fenômeno que os geólogos chamam de pluma térmica. Essa pluma teria fundido parcialmente as camadas profundas da Terra, gerando magmas de composição basáltica que se derramaram sobre a superfície e originaram uma das maiores províncias vulcânicas do planeta. Essas rochas geraram as faixas de terra roxa, um solo bastante fértil. Parte do material originado no processo permaneceu lá embaixo e, quando o manto esfriou, se soldou à porção inferior da crosta, aumentando sua espessura.
Com pesquisadores do Chile e da China, Assumpção expandiu o mapeamento da crosta para a cordilheira dos Andes. Sob essa cadeia de montanhas, a espessura da crosta varia de 35 quilômetros, na fronteira do Peru com o Equador, a 75 quilômetros, no altiplano boliviano. Essa espessura máxima é semelhante à observada em outras regiões montanhosas relativamente jovens, como o Himalaia. Em geral, há uma correlação direta entre a altitude de um terreno e a espessura da crosta. “Quanto mais alta a topografia, mais espessa é a crosta”, explica Assumpção. “Para altitudes superiores a 3 mil metros, o normal é a crosta chegar a 70 quilômetros.”
Mas há exceções. No norte da Argentina, onde os Andes se erguem a mais de 4 mil metros de altura, a crosta tem menos de 55 quilômetros de espessura. Novamente, os pesquisadores imaginam duas explicações. Ou a crosta já era anormalmente fina desde antes da formação dos Andes ou, há 4 milhões de anos, ela se tornou tão espessa e quente que perdeu parte de suas camadas mais profundas, fenômeno chamado delaminação.
Já na fronteira do Peru com o Equador, onde a altitude supera os 3 mil metros, sua espessura é de apenas 35 quilômetros. Nesse caso, a crosta parece ser sustentada pelo movimento das correntes das camadas mais profundas do manto, que, embora sejam rochas, se comportam como um líquido extremamente viscoso no tempo geológico – ele flui alguns centímetros por ano. A força dessas correntezas ascendendo são capazes de suspender a crosta, acrescentando de um a dois quilômetros na altura das montanhas. O inverso também pode acontecer. O fluxo descendente pode puxar para baixo a crosta em algumas regiões, como Sacek e Naomi Ussami, geofísica da USP, observaram na bacia de Marañon, entre o Equador, o Peru e a Colômbia.
Apesar das duas décadas de trabalho, as pesquisas nessa área ainda estão atrasadas na América do Sul. Os Estados Unidos e a Europa já dispunham de mapas detalhados da espessura da crosta no final dos anos 1990. “O avanço do mapeamento da crosta no mundo varia segundo a renda per capita dos países”, diz Assumpção. “Só estamos melhores do que a África.”
No Brasil, as principais instituições de pesquisa da área se uniram há dois anos e criaram a Rede Sismográfica do Brasil, que dispõe de 50 estações sismológicas e pretende chegar a 80. Assim, os pesquisadores esperam monitorar melhor o país e aumentar a resolução do mapa. Quanto mais terremotos se observarem, mais detalhes da espessura da crosta poderão ser identificados. E, com mais detalhes, é possível criar modelos que permitam predizer com mais precisão as áreas sob risco de tremores de maior magnitude. “A sismologia não consegue prever terremotos e, mesmo que conseguisse, não poderia evitá-los”, diz Barros. “Por isso, temos de aprender a conviver com eles e nos proteger deles.”

Projeto

Evolução tectônica, climática e erosional em margens convergentes: uma abordagem numérica (nº 2011/10400-0); Modalidade: Bolsa de pós-doutorado; Coord.: Victor Sacek – IAG/USP; Investimento: R$ 153.896,91 (FAPESP).

Artigos científicos

ASSUMPÇÃO, M. e SACEK, V. Intra-plate seismicity and flexural stresses in central Brazil. Geophysical Research Letters. v. 40 (3), p. 487-91. 16 fev. 2013.

ASSUMPÇÃO, M. et al. Crustal thickness map of Brazil: Data compilation and main features. Journal of South American Earth Sciences. v. 43, p. 74-85. abr. 2013.

ASSUMPÇÃO, M. et al. Models of crustal thickness for South America from seismic refraction, receiver functions and surface wave dispersion. Tectonophysics. 2013 (on-line).