Zona de cisalhamento duplo litosférico revelada por microsismicidade em uma região de deformação lenta

Aug 21, 2023

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 21066 (2022) Citar este artigo

O estilo de deformação da litosfera continental é uma questão relevante para as perspectivas geodinâmica e de risco sísmico. Aqui mostramos a primeira evidência de duas zonas de cisalhamento reverso individuais bem distintas de baixo ângulo e imersão SW do Sistema de Impulso Externo Italiano na Itália Central. Um corresponde ao processo descendente do Impulso Basal do Adriático com sua grande expansão e o outro a uma estrutura independente oculta, iluminada a uma profundidade entre 25 e 60 km, para uma extensão de ataque longitudinal de ~ 150 km. Combinando informações geológicas com dados sismológicos de alta qualidade, revelamos esta nova configuração e reconstruímos um modelo detalhado de falhas geométricas e cinemáticas em 3D do sistema compressivo, ativo na crosta superior até as profundidades do manto superior. Além disso, relatamos evidências de volumes de deformação coexistentes submetidos a campos de tensão bem distintos em diferentes profundidades litosféricas. Esses resultados fornecem restrições fundamentais para uma discussão futura sobre o contexto geodinâmico do sistema de dobramento e empuxo dos Apeninos como uma zona de subducção rasa ou uma zona de cisalhamento intracontinental da litosfera.

Falhas de impulso ativas próximas à superfície ou aflorantes podem se propagar em profundidade com diferentes estilos estruturais, por exemplo, de camada fina versus de camada espessa. Eles podem ou não penetrar no embasamento, atingir a crosta inferior e até mesmo o manto superior ao longo de zonas de cisalhamento localizadas1,2,3. Essas configurações são eventualmente apoiadas por observações do deslocamento dos refletores da crosta profunda e do manto raso e por dados de terremotos. Contudo, a definição precisa do estilo de deformação profunda e sua ligação com a deformação superficial nem sempre é simples. É particularmente difícil no caso de níveis baixos de sismicidade, falta de sistemas de monitorização adequados e/ou localizações imprecisas de eventos sísmicos. Portanto, caracterizar a geometria e a cinemática dessas regiões é um desafio, especialmente em áreas com baixas taxas de deformação e empuxo cego onshore ou offshore.

No cinturão de dobras e empuxos circunmediterrâneo e Alpino-Helenídeos, a compressão sismogênica ocorre predominantemente em profundidades crustais (<40 km; Boletim ISC-EHB4) e com um padrão radial de eixos P perpendiculares às tendências estruturais de longo prazo5 (Fig. 1a). Em profundidades de 40 a 70 km, a sismicidade subcrustal subordinada é observada em todo o cinturão6,7. Por outro lado, não há sismicidade intermediária (70-300 km), exceto o plano de Benioff no mar da Calábria e do Arco Helenides, onde a sismicidade atinge ~ 600 e ~ 300 km, respectivamente8,9,10.

Esboço sismotectônico do centro-leste da Itália no contexto do Mediterrâneo. (a) Principais cinturões de impulso e distribuição de eixos P de terremotos reversos/reverso-oblíquos (M ≥ 3,0, profundidades < 40 km) ocorreram na área do Mediterrâneo no intervalo de tempo 1962–2016 (banco de dados do World Stress Map5). (b) Bandas de deformação ativas cinematicamente homogêneas15 com eixos P – T de uma compilação de mecanismos focais (intervalo de tempo 1968-2018, MW ≥ 3,5, profundidades <40 km): A = extensão da crosta superior, B = extensão da crosta média, C = contração da crosta inferior; D = contração da crosta superior, E = deslizamento da crosta média para inferior. Legenda: MAR = Cadeia Média do Adriático. (c) Estruturas extensionais e contraccionais quaternárias e potencialmente sismogênicas e domínios tectônicos no centro-leste da Itália. Terremotos históricos e instrumentais do Catálogo Paramétrico de Terremotos Italianos, CPTI15 v4.026,30 e do banco de dados sismológico instrumental e paramétrico italiano ISIDe28 também são relatados. As linhas vermelhas grossas representam o Impulso Basal do Adriático e sua maior expansão (Near Coast Thrust, NCT) analisada neste artigo; as finas linhas vermelhas são as pequenas extensões do ABT. Os rótulos vermelhos representam os terremotos citados no texto, e as estrelas amarelas os principais eventos que ocorreram no tempo instrumental; os números estão relacionados às principais sequências sísmicas da área de estudo. Legenda: 1 = Ancona 1972, SM 4,8; 2 = Porto San Giorgio 1987, SM 5,1; 3 = Faenza 2000, SM 4,9; 4 = Ancona 2013, SM 5,2.