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Novas pesquisas revelam como a água nas profundezas da Terra provoca terremotos e tsunamis
Para rastrear a influência da água ao longo do comprimento da zona de subducção, os cientistas estudaram composições de boro e isótopos de inclusões fundidas (minúsculos bolsões de magma preso dentro de cristais vulcânicos).
Por University of Bristol - 25/06/2020


Quill, na ilha de Statia. Uma das ilhas nas Pequenas Antilhas. Crédito: Dr George Cooper

Em um novo estudo, publicado na revista Nature , uma equipe internacional de cientistas fornece as primeiras evidências conclusivas que vinculam diretamente o ciclo da água na Terra e suas expressões com produtividade magmática e atividade de terremotos.

A água (H 2 O) e outros voláteis (por exemplo, CO 2 e enxofre) que circulam pela Terra profunda desempenharam um papel fundamental na evolução de nosso planeta, inclusive na formação de continentes, no início da vida, na concentração de recursos minerais e distribuição de vulcões e terremotos.

Zonas de subducção, onde placas tectônicas convergem e uma placa pias sob outro, são as partes mais importantes do ciclo-com grandes volumes de água que entra e que sai, principalmente através de erupções vulcânicas. No entanto, quão (e quanto) a água é transportada por meio de subducção , e seu efeito sobre os riscos naturais e a formação de recursos naturais, historicamente tem sido pouco compreendido.

O principal autor do estudo, Dr. George Cooper, pesquisador honorário da Escola de Ciências da Terra da Universidade de Bristol, disse: "À medida que as placas viajam de onde são feitas pela primeira vez nas cordilheiras do meio do oceano até as zonas de subducção", a água do mar entra nas rochas através de rachaduras, falhas e aderência a minerais. Ao chegar a uma zona de subducção, a placa afundante aquece e é espremida, resultando na liberação gradual de parte ou de toda a sua água. Quando a água é liberada, diminui o ponto de fusão das rochas circundantes e gera magma. Este magma é flutuante e se move para cima, levando a erupções no arco vulcânico sobrejacente. Essas erupções são potencialmente explosivas devido aos voláteis contidos no material fundido. O mesmo processo pode desencadear terremotos e afetar propriedades importantes, como sua magnitude e se provocam tsunamis ou não ".

Exatamente onde e como os voláteis são liberados e como eles modificam a rocha hospedeira continua sendo uma área de intensa pesquisa.

A maioria dos estudos se concentrou na subducção ao longo do Anel de Fogo do Pacífico. No entanto, essa pesquisa se concentrou na placa do Atlântico e, mais especificamente, no arco vulcânico das Pequenas Antilhas , localizado na borda leste do mar do Caribe.
 
"Esta é uma das únicas duas zonas que atualmente subdividem as placas formadas por espalhamento lento. Esperamos que isso seja hidratado de maneira mais difundida e heterogênea do que a placa do Pacífico que se espalha rapidamente e que as expressões de liberação de água sejam mais pronunciadas", disse o professor Saskia. Vai, Imperial College London.

O projeto Reciclagem Volátil nas Pequenas Antilhas (VoiLA) reúne uma grande equipe multidisciplinar de pesquisadores, incluindo geofísicos, geoquímicos e geodinâmicos da Universidade de Durham, Imperial College London, Universidade de Southampton, Universidade de Bristol, Universidade de Bristol, Liverpool University, Instituto de Tecnologia de Karlsruhe, Universidade de Leeds, Museu de História Natural, Instituto de Física do Globo em Paris e Universidade das Índias Ocidentais.

"Coletamos dados sobre dois cruzeiros científicos marinhos no RRS James Cook, implantações temporárias de estações sísmicas que registraram terremotos sob as ilhas, trabalho de campo geológico, análises químicas e minerais de amostras de rochas e modelagem numérica", disse o Dr. Cooper.

Para rastrear a influência da água ao longo do comprimento da zona de subducção, os cientistas estudaram composições de boro e isótopos de inclusões fundidas (minúsculos bolsões de magma preso dentro de cristais vulcânicos). As impressões digitais de boro revelaram que a serpentina mineral rica em água, contida na placa afundante, é um fornecedor dominante de água para a região central do arco das Pequenas Antilhas.

"Ao estudar essas medições em escala micro, é possível entender melhor os processos em larga escala. Nossos dados geoquímicos e geofísicos combinados fornecem a indicação mais clara até o momento de que a estrutura e a quantidade de água da placa afundante estão diretamente conectadas à evolução vulcânica de o arco e seus riscos associados ", disse o professor Colin Macpherson, Universidade de Durham

"As partes mais úmidas da placa descendente são onde existem grandes rachaduras (ou zonas de fratura). Ao fazer um modelo numérico da história da subducção da zona de fratura abaixo das ilhas, encontramos um link direto para os locais das taxas mais altas de pequenas terremotos e baixas velocidades de onda de cisalhamento (que indicam fluidos) no subsolo ", disse o professor Saskia Goes.

A história da subducção das zonas de fratura ricas em água também pode explicar por que as ilhas centrais do arco são as maiores e por que, ao longo da história geológica, elas produziram mais magma.

"Nosso estudo fornece evidências conclusivas que vinculam diretamente as partes de entrada e saída de água do ciclo e suas expressões em termos de produtividade magmática e atividade de terremotos . Isso pode incentivar estudos em outras zonas de subducção a encontrar essas estruturas de falhas que causam água na água." a placa de subducção para ajudar a entender os padrões de riscos de vulcões e terremotos ", disse o Dr. Cooper.

"Nesta pesquisa, descobrimos que as variações na água se correlacionam com a distribuição de terremotos menores, mas gostaríamos realmente de saber como esse padrão de liberação de água pode afetar o potencial - e agir como um sistema de alerta - para terremotos maiores e possível tsunami, "disse o professor Colin Macpherson.

 

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