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Cientistas encontram 'pontos quentes' surpreendentemente legais sob a crosta terrestre
Essas descobertas sugerem que tais pontos quentes nem sempre se originam de nuvens gigantes de rocha escaldante que jorram de perto do centro da Terra, como se pensava anteriormente, os cientistas notaram.
Por Charles Q. Choi - 07/01/2022


Crédito: Unsplash 

Os hotspots que criaram ilhas vulcânicas como as do Havaí, Islândia e as Ilhas Galápagos podem muitas vezes ser surpreendentemente legais, descobriu um novo estudo.

Essas descobertas sugerem que tais pontos quentes nem sempre se originam de nuvens gigantes de rocha escaldante que jorram de perto do centro da Terra, como se pensava anteriormente, os cientistas notaram.

Vulcões são normalmente encontrados perto das bordas das placas tectônicas, nascidos de choques entre aquelas placas gigantes de rocha à medida que flutuam no topo da camada do manto entre o núcleo e a crosta terrestre. Exemplos clássicos de tais vulcões são aqueles que constituem o chamado Anel de Fogo na Orla do Pacífico.

No entanto, às vezes os vulcões entram em erupção no meio das placas tectônicas. As fontes desses pontos quentes podem ser plumas de manto , pilares de rocha quente em forma de cogumelo ascendendo do manto profundo para queimar o material sobrejacente como um maçarico. À medida que as placas tectônicas vagueiam sobre essas plumas, os geólogos pensam que podem surgir cadeias de ilhas vulcânicas.

Pesquisas anteriores sugeriram que os pontos quentes vulcânicos são cerca de 100 a 300 graus Celsius (180-540 F) mais quentes do que as dorsais meso-oceânicas, onde o magma sobe à medida que as placas tectônicas se espalham debaixo d'água. Isso sustentava a ideia de que os pontos quentes eram aquecidos por matéria próxima ao núcleo quente da Terra e às dorsais meso-oceânicas por rochas mais frias do manto.

Agora, os cientistas descobriram que muitos pontos de acesso são dramaticamente mais frios do que se pensava, levantando questões sobre suas origens. "Uma fração substancial dos pontos de acesso não se encaixa no modelo clássico de pluma ", disse Vedran Lekic, um sismólogo da Universidade de Maryland, College Park, que não participou deste estudo.

No novo estudo, os pesquisadores analisaram a velocidade das ondas sísmicas ondulando através do manto abaixo dos pontos quentes e cristas oceânicas para estimar as temperaturas nesses locais. (As ondas sísmicas viajam mais rápido através da rocha fria.)

Aproximadamente 45% dos pontos quentes são mais de 155 C (279 F) mais quentes do que as dorsais meso-oceânicas. No entanto, cerca de 40% são apenas 50 a 136 C (90-245 F) mais quentes do que as dorsais meso-oceânicas, não são particularmente quentes e, portanto, não são flutuantes o suficiente para suportar a ressurgência ativa da rocha do manto profundo. Além do mais, cerca de 15% dos pontos quentes são especialmente frios, apenas 36 C mais quentes ou menos que as dorsais meso-oceânicas .
 
Para lançar luz sobre as origens dessas diferentes variedades de pontos críticos, os cientistas também examinaram a proporção do hélio-3 mais raro para o hélio-4 mais comum em suas rochas. (Os núcleos atômicos do hélio-3 possuem cada um apenas um nêutron, enquanto os núcleos do hélio-4 possuem dois.)

O hélio encontrado na crosta terrestre é principalmente hélio-4 decorrente da decomposição do urânio e de outros isótopos radioativos ao longo do tempo, enquanto o hélio das profundezas da Terra é mais rico em hélio-3, provavelmente de reservatórios de material antigo preservando a proporção original encontrada entre esses isótopos durante os primeiros dias da Terra. Os pesquisadores descobriram que os hotspots quentes possuem uma proporção muito maior de hélio-3 para hélio-4 do que os hotspots frios.

Embora o modelo clássico de pontos de acesso originados de plumas que brotam do manto profundo possa explicar os pontos de acesso quentes, incluindo a maioria dos famosos, como os que ficam por baixo do Havaí, Islândia, Galápagos, Samoa e Ilha de Páscoa ", talvez a verdade seja que apenas alguns pontos de acesso realmente se comportam como nosso modelo clássico de plumas de manto e pontos de acesso ", disse a coautora do estudo Carolina Lithgow-Bertelloni, geodinamicista da Universidade da Califórnia, em Los Angeles.

"Isso reforça o que alguns pesquisadores argumentaram anteriormente, que é que o termo 'hotspot' é enganoso e que os vulcões que não se encaixam no paradigma das placas tectônicas devem ser referidos como 'anomalias de derretimento'", disse o sismólogo Ross Maguire, do University of New Mexico, que não participou desta pesquisa.

Os pontos quentes mais frios podem, em vez disso, originar-se no manto superior ou de plumas profundas de movimento lento que têm mais tempo para resfriar, ou de plumas profundas que interagem e são resfriadas pela rocha do manto em redemoinho . "Se isso for real, será um desafio para os geodinamicistas explicar tal descoberta", disse Bernhard Steinberger, geodinamicista do Centro Alemão de Pesquisa de Geociências em Potsdam, que não fez parte deste trabalho. "Esses resultados irão, sem dúvida, desencadear novas pesquisas."

Em suma, "a visão clássica das plumas não é tão falha quanto mais complexa do que a apresentada há 30 ou 50 anos", disse Lithgow-Bertelloni.

Em vez disso, este trabalho "aponta para uma variedade muito maior entre as plumas", disse Steinberger. "É como quando você tem uma nova visão de perto de um planeta ou lua. Tem algumas características totalmente inesperadas. Mas ainda é redondo."

No futuro, os cientistas gostariam de analisar cada ponto quente com mais detalhes para ter uma noção ainda melhor de suas temperaturas, disse Lithgow-Bertelloni. Eles também pretendem conduzir mais simulações de computador testando vários cenários interessantes de pontos de acesso , acrescentou ela.

Os pesquisadores detalharam suas descobertas na edição de 7 de janeiro da revista Science .

 

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