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Os Himalaias ‘respiram’, com montanhas a crescer e a diminuir em ciclos

Decifrar estes fôlegos geológicos pode ajudar os cientistas a desvendar os riscos de sismos e determinar o potencial mortal desta cordilheira.

PUBLICADO 14/05/2021, 12:08 WEST
cordilheira dos Himalaias

Um pico coberto de gelo na cordilheira dos Himalaias surge através de um manto de nuvens.

FOTOGRAFIA DE JASON EDWARDS, NAT GEO IMAGE COLLECTION

Se pudéssemos acelerar o nosso relógio planetário, a superfície da Terra contorcer-se-ia com a atividade. Os continentes atravessariam o globo, os oceanos abrir e fechar-se-iam, e novas montanhas elevar-se-iam em direção ao céu.

No entanto, embora as montanhas se ergam, também se afundam periodicamente quando o stress das colisões tectónicas desencadeia terramotos. Estes eventos acontecem em ciclo, como o peito de um titã rochoso a respirar de forma irregular, explica Luca Dal Zilio, geofísico do Instituto de Tecnologia da Califórnia.

As forças motrizes deste ciclo são incrivelmente complexas e não há lugar em que isso seja mais evidente do que nos 2.250 quilómetros de cumes recortados que constituem os Himalaias. Identificar os fundamentos subjacentes a este fenómeno é vital para compreender o risco local de sismos, que ameaçam centenas de milhões de pessoas que vivem na sua sombra.

Num novo artigo publicado na revista Nature Reviews, Luca Dal Zilio e os seus colegas reuniram os resultados de mais de 200 estudos feitos anteriormente sobre a geologia dos Himalaias para descortinar os intrincados mecanismos responsáveis por estas respirações geológicas, bem como as inúmeras incógnitas que permanecem.

Como estas “respirações” geológicas têm sido documentadas pelo mundo inteiro, o novo trabalho é vital para compreender os processos que esculpem muitas das cadeias montanhosas da Terra – e para descobrir os riscos que estas cadeias também podem representar. A longa extensão dos Himalaias e a sua complexidade geológica tornam esta cordilheira num excelente laboratório natural, diz Judith Hubbard, coautora do estudo e geóloga estrutural da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Singapura.

“É quase como se a Terra estivesse a realizar esta experiência por nós”, diz Judith.

O nascimento de um gigante

As placas tectónicas do planeta estão em constante movimento, remodelando a superfície à medida que se separam e colidem. Os Himalaias são o resultado dramático de um acumular tectónico com cerca de 50 milhões de anos, quando a placa continental Indiana colidiu com a placa Eurasiática. Ambas as massas de terra são espessas e flutuantes, e à medida que estes continentes se comprimiam e a Índia começava a empurrar a Eurásia, a paisagem começou a enrugar e a crosta a ficar mais espessa, elevando os majestosos cumes.

Até hoje, a Índia continua a marchar para norte com uma taxa de quase cinco centímetros por ano. Mas esta massa de terra não desliza suavemente sob a Eurásia e, à medida que a Índia avança, a placa Eurasiática enruga e incha. Este processo eleva as montanhas um pouco mais alto numa inalação prolongada. Eventualmente, o stress atinge um ponto de rutura e as massas de terra provocam um terramoto que sacode o solo – a versão geológica de expirar ou tossir.

Este ciclo foi violentamente exibido em 2015, quando um sismo de magnitude 7.8 fez com que uma faixa da cordilheira dos Himalaias se afundasse cerca de 60 centímetros.

Diferentes zonas numa cadeia montanhosa podem produzir diferentes tipos ou intensidades de exalações. Enquanto que algumas zonas tossem violentamente, outras podem gerar uma série de soluços, diz Judith. E mesmo que uma secção de montanhas exale de determinada forma uma vez, isso não significa que vai voltar a fazê-lo novamente.

“A mesma zona pode ter comportamentos diferentes em momentos diferentes”, diz Rebecca Bendick, geofísica da Universidade de Montana que não participou no novo artigo. “E praticamente ninguém faz a menor ideia porquê.”

Para compreender estas complexidades, os cientistas precisam de analisar os processos de construção de montanhas que acontecem em escalas de tempo drasticamente diferentes – desde o avanço lento das placas tectónicas até às mudanças quase instantâneas de um terramoto. Não é uma tarefa fácil: são necessárias medições diferentes para compreender cada fenómeno, algo que muitas vezes envolve investigadores de diversas especializações geológicas. (Estas colaborações também acarretam os seus próprios desafios, diz Judith. “Por vezes, a mesma palavra significa duas coisas diferentes para duas pessoas diferentes.”)

O novo artigo tenta fazer algumas destas ligações temporais nos Himalaias, examinando como cada uma pode influenciar a forma como os futuros sismos poderão progredir.

Atravessar o tempo

Uma das principais formas de preencher as lacunas entre escalas temporais é observar a forma da fratura entre as duas placas tectónicas. Nos Himalaias, esta falha estende-se ao longo de 2.250 quilómetros e tem várias dobras e curvas – vestígios da antiga colisão que ergueu as montanhas. Estas características evoluíram lentamente durante milénios e podem influenciar a progressão de um terramoto na atualidade.

Num dos artigos incluídos nesta nova revisão, Judith e os seus colegas descobriram que as curvas no subsolo circundam a secção da falha que mudou durante o sismo de 2015. Isto sugere que as estruturas impõem limites à extensão da quebra e, consequentemente, à magnitude de um terramoto.

Ao longo de toda a extensão da cordilheira podem estar presentes outras estruturas formadas ao longo dos anos que podem limitar de forma semelhante a distância que um sismo se pode propagar junto à superfície, diz Luca Dal Zilio. O artigo de revisão destaca como a gama de informações disponíveis pode ajudar os cientistas a desenvolver uma compreensão mais aprofundada – e modelos de computador mais robustos – não só sobre a forma como a cordilheira cresce, mas também sobre o seu potencial mortal.

“O objetivo principal é descobrir quais são os tipos de terramotos que podemos esperar e que tipos de danos irão produzir”, diz Judith, acrescentando que será necessário um trabalho de detetive significativo. “Se estamos a tentar aprender sobre o processo de expiração ou tosse, mas se a terra não está a expirar ou a tossir, é muito difícil aprender sobre isso.”

Para ajudar a preencher as lacunas, alguns investigadores estão a estudar as cicatrizes deixadas por sismos históricos, diz Judith. Outros investigadores estão a trabalhar para criar um mapa mais completo das curvas e dobras da falha e da espessura dos sedimentos perto da superfície – fatores que podem afetar a localização e intensidade de futuros abalos sísmicos. Mas é um grande desafio, explica Shashank Narayan, estudante do Instituto Indiano de Tecnologia de Kanpur, que não está envolvido no novo artigo.

Shashank conheceu estas dificuldades em primeira mão quando mapeou a estrutura da falha dos Himalaias ao longo de uma secção transversal de aproximadamente um quilómetro, nos Himalaias Centrais, usando um processo semelhante ao de um sonar. Os geólogos costumam confiar nas ondas sísmicas para decifrar o que existe nas profundezas do subsolo, porque a sua velocidade e dispersão podem revelar diferentes tipos de rochas ou estruturas subterrâneas. Shashank e a sua equipa criaram a suas próprias ondas ao bater no chão com um objeto pesado e, de seguida, a “ouvir” à distância com instrumentos chamados geofones.

Mas o terreno em muitas outras regiões representa um enorme obstáculo para estas investigações. A oeste do local de investigação de Shashank, por exemplo, as montanhas apresentam mudanças drásticas na elevação em curtas distâncias. “Não conseguimos instalar um único sensor nessa região”, diz Shashank.

Seguir em frente

À medida que os ciclos de inalação e exalação de uma montanha continuam, o próprio sistema também muda, complicando ainda mais o cenário. Parte do stress acumulado de cada inspiração deforma a rocha permanentemente, algo que permanece presente mesmo após a expiração geológica seguinte. Se todo o stress fosse libertado com cada tosse, então não haveria quaisquer montanhas de pé, diz Judith.

E com o tempo, à medida que a Índia continua a avançar para norte sob a Eurásia, outras características da paisagem transformar-se-ão. Por um lado, a posição da falha ativa vai mudar, alterando gradualmente para sul à medida que encontra novos caminhos para a superfície.

Rebecca Bendick diz que, algures no tempo, o Nepal vai deixar de existir. A progressão da placa Indiana ao longo de dezenas de milhares de anos faz com que a fronteira sul do país se mova cada vez mais para norte, espremendo lentamente o Nepal.

“Numa escala de tempo muito longa, nada está realmente fixo”, diz Rebecca. “Assente em pedra não é uma frase correta.”

Contudo, apesar de todas as incertezas, Rebecca diz que está impressionada com o artigo de revisão devido à vasta gama de dados que a equipa conseguiu reunir, vinculando cada medição disponível ao processo de construção de montanhas.

“Não fiquei impressionada com um só trabalho em particular”, diz Rebecca, “mas sim com a forma como é importante que todas estas coisas funcionem em conjunto para moldar o mundo lá fora, e o risco a que as comunidades humanas estão expostas.”
 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

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