Como os terremotos se formam e como sua magnitude é medida

Os terremotos são um tópico de pesquisa de rotina em todo o mundo, e o interesse aumenta sempre que um tremor notável aparece nos manchetes. Duas perguntas ocorrem repetidamente: o que causa fisicamente o movimento do solo e o que o número de magnitude reportado depois realmente significa. Ambas as respostas vêm de décadas de sismologia documentadas por agências como o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS) e consórcios de pesquisa como IRIS, as Instituições Incorporadas de Pesquisa para Sismologia.

O que causa um terremoto

De acordo com o USGS, um terremoto é causado por um deslizamento repentino em uma falha. A crosta terrestre é dividida em grandes placas tectônicas que estão constantemente, embora lentamente, se movimentando. Onde as placas se encontram, o atrito causa suas bordas a se prenderem uma à outra, mesmo quando as placas continuam se empurrando. O USGS cita as placas do Pacífico e da América do Norte da Califórnia como um exemplo: elas se chocam uma contra a outra a aproximadamente duas polegadas por ano ao longo da Falha de San Andreas, um limite que se estende por mais de 650 milhas de comprimento e mais de 10 milhas de profundidade.

Enquanto as bordas de uma falha permanecem presas, as placas continuam se movimentando, o que dobra e pressiona a rocha em ambos os lados. Essa energia armazenada se acumula até que finalmente excede o atrito que mantém a falha unida. Quando a falha "se solta", a rocha presa salta para trás em uma posição menos tensionada em um deslizamento repentino, e a energia que havia sido armazenada se irradia para fora em ondas sísmicas, descritas pelo USGS como se espalhando "como ondulações em um lago".

Nem todas as falhas se comportam da mesma maneira ao longo do tempo. O USGS observa que em algumas áreas as falhas se movem através de um rastejamento quase contínuo, liberando pequenas quantidades de tensão em pequenos tremores frequentes. Onde o rastejamento não é contínuo, a tensão pode se acumular por décadas ou séculos antes de ser liberada toda de uma vez, produzindo um terremoto maior.

Foco, epicentro e ondas sísmicas

O ponto abaixo da superfície onde um terremoto começa é chamado de hipocentro, ou foco; o ponto na superfície diretamente acima dele é o epicentro, de acordo com o USGS. Do hipocentro, dois tipos principais de ondas viajam para fora: ondas P, que comprimem e esticam a rocha na direção em que viajam e chegam primeiro às estações de monitoramento, e ondas S, que movem o solo de um lado para o outro e chegam após as ondas P. O USGS explica que a lacuna de tempo entre a chegada desses dois tipos de ondas em diferentes estações sismográficas permite que os cientistas calculem a que distância um terremoto ocorreu.

Como a magnitude é medida hoje

A magnitude descreve o tamanho do terremoto em sua origem; um terremoto tem um único valor de magnitude, de acordo com o USGS. Isso é diferente da intensidade, que mede a severidade do tremor em um local específico e pode variar amplamente dependendo da distância do epicentro, da profundidade e das condições locais do solo — o IRIS compara magnitude à potência de uma lâmpada e intensidade ao brilho sentido em diferentes distâncias dessa lâmpada.

A escala mais familiar ao público, a escala de Richter, foi desenvolvida pelo sismólogo Charles F. Richter em 1934, de acordo com a Universidade Tecnológica de Michigan. Ela calculava a magnitude a partir da amplitude da onda maior registrada em um tipo específico de sismógrafo, ajustada pela distância do terremoto. O USGS afirma que essa abordagem não mede com precisão terremotos muito grandes: alguns eventos são subestimados, outros superestimados.

Os sismólogos agora usam principalmente a escala de magnitude de momento (Mw), que o USGS e Michigan Tech descrevem como preferida porque funciona com precisão em toda a gama de tamanhos de terremoto e é aplicável globalmente. A magnitude de momento é derivada de uma quantidade física chamada momento sísmico, calculada como a rigidez da rocha multiplicada pela área da falha que se movimentou multiplicada pela distância que a falha se moveu. Esse valor de momento, estimado a partir de dados de sismogramas e medições geológicas, é então convertido no número de magnitude reportado publicamente.

Por que cada número inteiro importa tanto

As escalas de magnitude são logarítmicas. O USGS e Michigan Tech afirmam que cada aumento de um número inteiro corresponde a um aumento dez vezes maior na amplitude de movimento do solo registrada por instrumentos sísmicos, e aproximadamente um aumento de 32 vezes na energia liberada. Michigan Tech fornece comparações de energia ilustrativas: um terremoto de magnitude 1 libera energia aproximadamente equivalente a 6 onças de TNT, enquanto um terremoto de magnitude 8 libera energia equivalente a aproximadamente 6 milhões de toneladas de TNT.

Magnitude versus intensidade

Como a magnitude é um único número que descreve a energia liberada na origem, ela por si só não descreve o quão fortemente uma determinada cidade ou edifício se movimentou. A severidade do tremor em locais específicos é descrita usando escalas de intensidade como a Escala de Intensidade de Mercalli Modificada, que o USGS diz ser expressa em algarismos romanos e depende de fatores incluindo distância do epicentro, profundidade do terremoto e geologia local.