O terramoto de magnitude 9,0 que atingiu o Japão em março de 2011 deslocou a ilha principal de Honshu cerca de 2,4 metros para leste, alterou ligeiramente o eixo de rotação da Terra, encurtou a duração do dia em cerca de 1,8 microssegundos e foi tão poderoso que alterou a distribuição de massa do planeta. Algumas estações GPS registaram mesmo deslocamentos em alguns locais superiores a cinco metros. Mas um estudo publicado na quinta-feira na revista Science conclui agora que ainda houve mais do que tudo isto: o país voltou a mover-se cerca de 15 minutos depois do grande sismo: já não foram metros, mas apenas alguns milímetros. Mas é este pequeno segundo movimento — desencadeado por uma onda sísmica que viajou até ao núcleo da Terra e regressou à superfície — que está a surpreender os sismólogos.

A investigação, liderada pela geofísica Sunyoung Park, da Universidade de Chicago, sugere que parte da energia libertada pelo terramoto percorreu milhares de quilómetros através do interior da Terra, refletiu-se no núcleo externo líquido do planeta e regressou à superfície, onde voltou a ativar falhas tectónicas. O resultado foi esse novo deslocamento para leste de todo o Japão, de até cinco a seis milímetros, registado simultaneamente por estações GPS espalhadas por todo o país.

“É impressionante porque representa uma extensão e uma área sem precedentes para um evento sísmico e porque revela uma fonte de risco sísmico que não era reconhecida até agora”, afirmou Park, citada pela Universidade de Chicago.

O mistério que apareceu nos dados

O terramoto de Tohoku-Oki, a 11 de março de 2011, foi um dos mais poderosos alguma vez registados. O sismo e o tsunami que se seguiu provocaram cerca de 20 mil mortos e desencadearam a crise nuclear de Fukushima. Também foi um dos sismos mais estudados da história. O Japão possui milhares de sensores sísmicos e estações GPS de elevada precisão, permitindo aos cientistas reconstruir praticamente todos os momentos do episódio.

Mas havia um detalhe que continuava sem explicação.

Cerca de 13 a 16 minutos após o sismo principal, e antes da chegada das maiores réplicas, as estações GPS registaram um deslocamento súbito para leste. O fenómeno ocorreu praticamente ao mesmo tempo em todo o arquipélago e não coincidia com qualquer réplica conhecida. “Normalmente vemos este tipo de deslocamento quando ocorre um terramoto. Mas aqui não existia qualquer réplica conhecida naquele momento, por isso ficámos muito intrigados”, explicou Park.

Durante anos, os investigadores procuraram explicações alternativas. Consideraram a possibilidade de um deslizamento submarino ou de movimentos lentos numa falha próxima, mas nenhum dos cenários encaixava nos dados observados.

Uma viagem até ao núcleo da Terra: de ida e volta

A resposta acabou por surgir numa onda sísmica conhecida como ScS. Quando ocorre um grande terramoto, parte da energia propaga-se através do interior do planeta sob a forma de ondas sísmicas. Algumas dessas ondas conseguem viajar até ao núcleo externo da Terra, uma camada líquida composta sobretudo por ferro e níquel fundidos. Ao atingir esse ponto, parte da energia é refletida e inicia o caminho de regresso à superfície.

No caso do sismo de 2011, os investigadores concluíram que uma poderosa onda ScS percorreu cerca de 5.800 quilómetros entre a superfície e o núcleo terrestre antes de regressar ao Japão aproximadamente 15 minutos depois. A amplitude desta onda era invulgarmente elevada. Segundo o estudo, produziu oscilações superiores a um centímetro em várias zonas do país.

A descoberta mais surpreendente é que a onda não se limitou a atravessar o Japão. Os investigadores acreditam que a energia transportada pela ScS encontrou as falhas tectónicas já fragilizadas pelo terramoto principal. E quando regressou à superfície desencadeou novos deslizamentos em dois cruzamentos tectónicos.

Segundo os autores, o sismo principal terá enfraquecido temporariamente os limites entre as placas, tornando-os mais sensíveis a perturbações posteriores. A chegada quase simultânea da onda refletida no núcleo terá sido suficiente para provocar o novo movimento. “Este resultado mostra que os grandes terramotos podem continuar a influenciar as falhas mesmo depois de a principal fase de vibração ter terminado”, afirmou Park.

O maior evento sísmico alguma vez observado

Os autores descrevem o sismo japonês como o evento sísmico mais extenso alguma vez identificado desde que há registos. O movimento do terramoto ocorreu ao longo de cerca de três mil quilómetros, uma distância maior do que a que separa Lisboa e Moscovo. A energia libertada foi equivalente à de um terramoto de magnitude aproximada de 7,5.

Foi também o primeiro evento deste tipo observado em múltiplos limites tectónicos ao mesmo tempo. O Japão situa-se num dos pontos geologicamente mais complexos do planeta, onde convergem quatro grandes placas tectónicas: Pacífica, Okhotsk, Mar das Filipinas e Euroasiática.

Segundo o estudo, a onda regressada do núcleo terrestre provocou deslizamentos em mais do que uma destas fronteiras, algo sem precedentes nos registos sísmicos modernos. E esta é uma nova ameaça sísmica que ninguém conhecia. Os sismólogos sabiam há décadas que grandes terramotos podiam gerar ondas capazes de atravessar o planeta e refletir-se no núcleo terrestre. O que nunca tinha sido demonstrado era que essas ondas pudessem regressar à superfície e desencadear novos movimentos tectónicos.

Por isso, os autores defendem que a descoberta acrescenta uma nova dimensão à avaliação do risco sísmico. “Estamos perante um novo tipo de perigo sísmico que não conhecíamos”, afirmou Park. A investigação sugere que os efeitos de um megassismo podem não terminar quando cessam as vibrações sentidas à superfície. Parte da energia pode continuar a viajar pelo interior do planeta e regressar minutos depois, reativando falhas já fragilizadas e provocando novos movimentos em regiões muito mais vastas do que se pensava possível.

E em Portugal?

A principal questão agora é perceber se este mecanismo pode ocorrer noutros grandes sistemas tectónicos do planeta. Portugal não possui uma rede de falhas comparável à do Japão nem regista frequentemente terramotos de magnitude 9, mas a descoberta levanta novas perguntas sobre a forma como as ondas sísmicas interagem com falhas já próximas da rutura.