Mapa-múndi sísmico: Primeiro mapa 3D do interior da Terra

Começa a ser construído mapa 3D do interior da Terra

Redação do Site Inovação Tecnológica -  06/04/2017

Este é o primeiro modelo tomográfico global construído com base na tomografia adjunta, uma técnica iterativa de inversão de onda completa.[Imagem: David Pugmire/ORNL]

Mapa-múndi sísmico

Depois de um mapa da gravidade da Terra, do primeiro mapa do campo magnético superficial do planeta e até de um mapa do interior do Sol, agora começa a ser compilado um mapa das entranhas da Terra.

Partindo de dados gerados por terremotos e vulcões, Ebru Bozdag e uma equipe internacional de pesquisadores plotou tudo em uma simulação computadorizada para criar mapas em 3D do interior da Terra.

A equipe pretende criar um mapa do globo inteiro, e inicialmente está se concentrando em criar um modelo da superfície até a borda do manto, a uma profundidade de cerca de 3.000 km.

Teorias sobre o interior da Terra

Estas simulações adicionam contexto aos debates teóricos envolvendo a história geológica da Terra e sua dinâmica, o que inclui as teorias envolvendo o vulcanismo, a tectônica de placas, as plumas de magma e outros processos ainda pouco compreendidos.

"Este é o primeiro modelo sísmico global, onde nenhuma aproximação - a não ser o método numérico escolhido - foi usada para simular como as ondas sísmicas viajam através da Terra e como sentem suas heterogeneidades. É um marco para a comunidade da sismologia. Pela primeira vez, mostramos às pessoas o valor e a viabilidade de rodar essas ferramentas [de simulação computadorizada] para a geração de imagens sísmicas globais," disse Bozdag.

• Teorias sobre os vulcões podem estar erradas

[Imagem: Ebru Bozdag et al. - 10.1093/gji/ggw356]

Ondas sísmicas

Devido à sua estrutura em camadas, a Terra é geralmente comparada a uma cebola. O problema é que não é possível descascá-la para entender o que está acontecendo abaixo da superfície. Por isso é necessário usar métodos indiretos para descobrir o que acontece nas profundezas.

Quando ocorre um terremoto, a liberação de energia cria ondas sísmicas que viajam pelas várias camadas da Terra. Os sismógrafos detectam variações na velocidade dessas ondas, e essas mudanças de velocidade fornecem pistas sobre a composição, densidade e temperatura do meio em que a onda está passando. Por exemplo, as ondas movem-se mais lentamente quando passam pelo magma quente, como plumas de manto e pelos chamados "pontos quentes", do que quando passam por zonas de subducção mais frias, locais onde uma placa tectônica desliza abaixo de outra.

O mapa mostra porque o Brasil é uma região tão tranquila em termos vulcânicos, embora a ausência de plumas de manto sob a costa oeste da América do Sul mostre que o mapa poderá ser melhorado. [Imagem: Ebru Bozdag et al. - 10.1093/gji/ggw356]

Tomografia sísmica

Cada sismograma representa uma fatia estreita do interior do planeta. Ao juntar muitos sismogramas - para essa versão do mapa foram usados 253 - torna-se possível produzir uma imagem 3D global, capturando tudo, desde as plumas de magma alimentando o Anel de Fogo do Pacífico, até os pontos quentes do parque Yellowstone e placas subduzidas sob a Nova Zelândia.

Este processo, chamado de tomografia sísmica, funciona de forma semelhante às técnicas de imagem empregadas em medicina, onde as imagens de raios X 2-D tomadas de várias perspectivas são combinadas para criar imagens 3D de áreas dentro do corpo humano. Já existe também uma tomografia de rádio.

Bibliografia:

Global Adjoint Tomography: First-Generation Model
Ebru Bozdag, Daniel Peter, Matthieu Lefebvre, Dimitri Komatitsch, Jeroen Tromp, Judith Hill, Norbert Podhorszki, David Pugmire
Geophysical Journal International
Vol.: 207, no. 3 (2016): 1739-1766