Em um estudo que da¡ um novo significado ao termo "fundo do poa§o", pesquisadores sa­smicos descobriram a parte inferior de uma placa rochosa da camada dasuperfÍcie da Terra, ou litosfera, que foi puxada para mais de 400 milhas abaixo do nordeste da China pelo processo de subducção tecta´nica .

O estudo, publicado por uma equipe de pesquisadores chineses e americanos na Nature Geoscience , oferece novas evidaªncias sobre o que acontece com as placas tecta´nicas oceânicas: ricas em águaa  medida que são desenhadas atravanãs do manto da Terra sob os continentes.

Fenglin Niu, sismologista da Universidade Rice, um co-autor correspondente, disse que o estudo fornece as primeiras imagens sa­smicas de alta resolução dos limites superior e inferior de uma placa tecta´nica rochosa ou litosfanãrica dentro de uma regia£o chave conhecida como zona de transição do manto, que comea§a cerca de 254 milhas (410 quila´metros) abaixo dasuperfÍcie da Terra e se estende por cerca de 410 milhas (660 quila´metros).

“Muitos estudos sugerem que a laje realmente se deforma muito na zona de transição do manto, que se torna macia, por isso éfacilmente deformada”, disse Niu. O quanto a placa deforma ou retanãm sua forma éimportante para explicar se e como ela se mistura com o manto e que tipo de efeito de resfriamento tem.

O manto da Terra convecta como o calor em um forno. O calor do núcleo da Terra sobe atravanãs do manto no centro dos oceanos, onde as placas tecta´nicas se formam. A partir daa­, o calor flui atravanãs do manto, resfriando a  medida que se move em direção aos continentes, onde cai de volta para o núcleo para coletar mais calor, subir e completar o ca­rculo convectivo.

Estudos anteriores investigaram os limites da subdução de lajes no manto, mas poucos olharam mais fundo do que 125 milhas (200 quila´metros) e nenhum com a resolução do estudo atual, que usou mais de 67.000 medições coletadas de 313 estações sa­smicas regionais no nordeste da China . Esse trabalho, que foi feito em colaboração com a Administração do Terremoto da China, foi liderado pelo autor co-correspondente Qi-Fu Chen da Academia Chinesa de Ciências.

A pesquisa investiga questões fundamentais sobre os processos que moldaram asuperfÍcie da Terra ao longo de bilhaµes de anos. A convecção do manto impulsiona os movimentos das placas tecta´nicas da Terra, pea§as ra­gidas e interligadas dasuperfÍcie da Terra que estãoem movimento constante enquanto flutuam sobre a astenosfera, a camada superior do manto e a parte mais fluida do planeta interior.

Onde as placas tecta´nicas se encontram, elas se chocam e trituram juntas, liberando energia sa­smica. Em casos extremos, isso pode causar terremotos e tsunamis destrutivos, mas a maior parte do movimento sa­smico émuito taªnue para os humanos sentirem sem instrumentos. Usando sisma´metros, os cientistas podem medir a magnitude e a localização dos distúrbios sa­smicos. E como as ondas sa­smicas aumentam em alguns tipos de rocha e lentas em outros, os cientistas podem usa¡-las para criar imagens do interior da Terra, da mesma forma que um médico pode usar o ultrassom para obter imagens do que estãodentro de um paciente.

Niu, um professor de ciências terrestres, ambientais e planeta¡rias da Rice, estãona vanguarda da geração de imagens sa­smicas hámais de duas décadas. Quando ele fez seu Ph.D. treinando no Japa£o hámais de 20 anos, os pesquisadores estavam usando redes densas de estações sa­smicas para reunir algumas das primeiras imagens detalhadas dos limites da laje submersa da placa do Paca­fico, a mesma placa que foi fotografada em estudo publicado esta semana.

"O Japa£o estãolocalizado onde a placa do Paca­fico atinge profundidades de cerca de 100 quila´metros", disse Niu. “Ha¡ muita águanesta placa e ela produz muito derretimento parcial. Isso produz vulcaµes de arco que ajudaram a criar o Japa£o. Mas, ainda estamos debatendo se essa águaétotalmente liberada naquela profundidade. Ha¡ evidaªncias crescentes de que uma porção da águafica dentro do prato para ir muito, muito mais fundo. "

O nordeste da China oferece um dos melhores pontos de vista para investigar se isso éverdade. A regia£o fica a cerca de 1.000 quila´metros da trincheira do Japa£o, onde a placa do Paca­fico comea§a seu mergulho de volta ao interior do planeta. Em 2009, com financiamento da National Science Foundation e outros, Niu e cientistas da Universidade do Texas em Austin, da China Earthquake Administration, do Earthquake Research Institute da Tokyo University e do Centro de Pesquisa para Previsão de Terremotos e Erupções Vulca¢nicas em Tohoku, no Japa£o A universidade começou a instalar sisma´metros de banda larga na regia£o.

"Colocamos 140 estações la¡ e, claro, quanto mais estações, melhor para resolução", disse Niu. "A Academia Chinesa de Ciências instalou estações adicionais para que possam obter uma imagem mais precisa e detalhada."

No novo estudo, os dados das estações revelaram os limites superior e inferior da placa do Paca­fico, mergulhando em um a¢ngulo de 25 graus dentro da zona de transição do manto. A colocação dentro desta zona éimportante para o estudo da convecção do manto porque a zona de transição fica abaixo da astenosfera, em profundidades onde o aumento da pressão faz com que minerais específicos do manto soframmudanças drama¡ticas de fase. Essas fases dos minerais se comportam de maneira muito diferente nos perfis sa­smicos, assim como a águala­quida e o gelo sãolido se comportam de maneira muito diferente, embora sejam feitos de moléculas idaªnticas. Como asmudanças de fase na zona de transição do manto acontecem em pressaµes e temperaturas especa­ficas, os geocientistas podem usa¡-las como um terma´metro para medir a temperatura no manto.

Niu disse que o fato de que tanto a parte superior quanto a inferior da laje são visa­veis éuma evidência de que a laje não se misturou completamente com o manto circundante. Ele disse que as assinaturas de calor de porções parcialmente derretidas do manto abaixo da placa também fornecem evidaªncias indiretas de que a placa transportou parte de sua águapara a zona de transição.

"O problema éexplicar como esses materiais quentes podem ser jogados nas partes mais profundas do manto", disse Niu. "Ainda éuma questão. Porque eles são quentes, eles são flutuantes."

Essa flutuabilidade deve agir como um colete salva-vidas, empurrando para cima na parte inferior da laje afundando. Niu disse que a resposta a esta pergunta pode ser que surgiram buracos na placa deformada, permitindo que o hot melt suba enquanto a placa afunda.

"Se vocêtiver um buraco, o derretimento vai sair", disse ele. "a‰ por isso que pensamos que a laje pode ir mais fundo."

Buracos também podem explicar o aparecimento de vulcaµes como o Changbaishan na fronteira entre a China e a Coreia do Norte.

"Fica a 1.000 quila´metros de distância do limite da placa ", disse Niu. "Na³s realmente não entendemos o mecanismo desse tipo de vulca£o. Mas o derretimento saindo de buracos na laje pode ser uma explicação possí­vel."