Nova imagem de satélite do choque tectónico do Tibete

O estudo, publicado na Science, inclui vários mapas de alta resolução baseados em dados dos satélites Copernicus Sentinel-1. Mostra como a região está sendo esticada e comprimida pelos movimentos geológicos da Terra.

Os autores do artigo afirmam que o estudo é “um dos mais extensos conjuntos de dados geodésicos já reunidos”. As suas descobertas mostram que as massas sólidas de rocha na crosta terrestre e no seu manto rígido superior – o material que constitui as placas tectónicas do nosso planeta – não são blocos rígidos como se pensava anteriormente, mas podem deslocar-se num movimento fluido.

O mapa de deslocamento no solo mostra como a parte oriental do planalto tibetano está a mover-se para leste até 25 mm por ano (mostrado no mapa abaixo a castanho escuro). Esta área contrasta, no entanto, com zonas do planalto que se movem a um ritmo mais lento, até 10 mm por ano (castanho claro). As áreas em verde movem-se em direções opostas, mostrando o ‘alongamento’ das placas tectônicas, neste caso à medida que se afastam umas das outras. Os vetores são mostrados na imagem à direita.

O Planalto Tibetano, muitas vezes chamado de “teto do mundo”, foi formado pela colisão contínua das placas tectônicas da Índia e da Eurásia – veja o mapa abaixo. Esta região, ao norte do Himalaia e ao sul das montanhas Kunlun, na China, cobre cerca de 2,5 milhões de quilômetros quadrados e tem uma altitude média superior a 4.500 m. O planalto abrange vários países, incluindo a Região Autônoma do Tibete, várias províncias chinesas, bem como partes da Índia, Paquistão, Nepal, Butão, Tadjiquistão e Quirguistão.

O planalto é de interesse para os geofísicos que estudam os movimentos tectônicos do nosso planeta porque é a maior e mais alta “zona de colisão” continental da Terra. De acordo com os autores do artigo, o estudo desta região fornece informações cruciais sobre como os continentes mudam a sua forma, posição ou estrutura quando são comprimidos ou esticados numa escala geológica. Este processo não é totalmente explicado pela teoria padrão das placas tectónicas e este artigo recalibra algumas das ideias de longa data sobre como os continentes mudam.

Enquanto os modelos anteriores consideravam frequentemente o Planalto Tibetano como um mosaico de blocos fortes e rígidos separados por grandes falhas que deslizam horizontalmente umas sobre as outras, estas descobertas mostram que os blocos não são rígidos e que as falhas geológicas são mais fracas do que se pensava anteriormente.

A deformação horizontal é claramente mostrada no mapa abaixo, onde a ‘taxa de deformação’ ao longo das linhas de falha Altyn Tagh, Kunlun e Xianshuihe é visível em vermelho escuro. Estes são pontos onde a crosta terrestre está a ser esticada, encurtada ou cortada e a taxa de deformação diz-nos a rapidez com que isso está a acontecer durante um período de tempo específico.

O estudo poderia fornecer a base para mapas detalhados semelhantes em outras áreas de deformação, onde a atividade sísmica é provável. As novas ferramentas e mapas produzidos pela equipa de investigação já estão a ser utilizados para melhorar os modelos de risco sísmico utilizados para ajudar países e comunidades a prepararem-se para sismos.

Uma nova visão do movimento tectônico

A pesquisa, liderada por Tim Wright, é uma colaboração entre o Centro de Observação e Modelagem de Terremotos, Vulcões e Tectônica (COMET) do Reino Unido e as universidades de Leeds, Edimburgo, Exeter e Oxford, e a Universidade de Geociências (Pequim, China), Monash University (Austrália), GNS Science (Nova Zelândia), Columbia University (Nova York, EUA) e South China Agricultural University (Guangzhou, China).

“Esta é a imagem mais clara de como um continente se deforma sob forças extraordinárias”, disse o principal autor do estudo, Tim Wright, da Universidade de Leeds/COMET. “Ao mapear o movimento da superfície terrestre em toda a região com um detalhe incrível, podemos finalmente ver como o planalto tibetano está realmente a mover-se, e a história que conta é muito diferente do que os modelos antigos previam. É a imagem de maior resolução até à data de como a colisão entre a Índia e a Eurásia – um dos eventos tectónicos mais poderosos do planeta – está a remodelar a Ásia.”

O co-autor do estudo, Greg Houseman, da Universidade de Geociências da China em Pequim e da Universidade de Leeds, disse: “Os dados mostram que os continentes não se comportam como um mosaico de placas rígidas. Eles fluem, mas o seu fluxo é possibilitado por grandes falhas que actuam como zonas fracas. Isto ajuda a explicar porque é que a extensão no planalto sul e central do Tibete é tão generalizada.”

Uma das descobertas mais surpreendentes do estudo, segundo os autores, é a explicação clara para a ampla extensão leste-oeste do Tibete, particularmente no interior do planalto. Os novos modelos utilizados no estudo mostram que a falha de Kunlun deve ser extremamente fraca, permitindo que a extremidade norte do Tibete central deslize livremente em relação à região a norte dela. Esta fronteira fraca permite que o interior do planalto entre em colapso e se estenda de leste a oeste, libertando energia potencial gravitacional acumulada pela imensa espessura da crosta.

“A fraqueza da falha de Kunlun é a chave que revela o que está a acontecer no Tibete central”, disse o co-autor Jin Fang, da Universidade de Leeds/COMET. “Isso permite que o interior do planalto flua essencialmente para leste, ajudando a explicar a grande extensão da região, algo que intriga os geólogos há décadas.”

O estudo também mostra o movimento vertical do solo, como pode ser visto no mapa abaixo, onde as áreas verdes afundaram até 5 mm ao longo de um ano, enquanto as áreas marrons subiram até 5 mm.

Imagens de satélite para movimento terrestre

O estudo é baseado em dados de mais de 44 mil imagens de radar Copernicus Sentinel 1. Com o seu instrumento de radar de abertura sintética (SAR), o Sentinel-1 pode capturar medições interferométricas que detectam alterações mínimas na superfície terrestre, incluindo deslocamento do nível do solo – mais de 340 000 interferogramas foram utilizados no estudo.

Mais de 14 000 medições do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) também foram analisadas. Estes são derivados de medições terrestres que utilizam GPS, Galileo e outros sistemas de posicionamento por satélite.

Esta riqueza de dados de satélite permitiu à equipe de pesquisa produzir um mapa de velocidade sem precedentes, em escala milimétrica, de todo o planalto.

O Gestor da Missão Sentinel-1 da ESA, Nuno Miranda, disse: “Este trabalho é uma conquista notável em geociências. A equipa aproveitou uma década de observações do Sentinel-1 para produzir os mapas de deformação da mais alta resolução do Planalto Tibetano até à data, revelando o papel fundamental dos principais sistemas de falhas na tectónica continental. Este estudo não só avança a nossa compreensão fundamental da deformação continental, mas também estabelece uma nova referência para a avaliação do risco sísmico. Ciência verdadeiramente excepcional.”

O Sentinel-1 é o primeiro da série de satélites Copernicus Sentinel, desenvolvidos pela ESA. Fornece dados para os serviços de informação Copernicus, ajudando a gerir o ambiente, a monitorizar e a reagir às alterações climáticas e a salvaguardar vidas. Copernicus é a componente de observação da Terra do Programa Espacial da União Europeia.