Um novo estudo realizado por gea³logos da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), MIT e de outros lugares descobriu que a colisão de placas continentais pode atrair mais águado que se pensava anteriormente. Os resultados podem ajudar a explicar a explosividade de algumas erupções vulcânica s, bem como a distribuição de depa³sitos de minanãrios como cobre, prata e ouro.

As descobertas são baseadas em uma análise de rochas magma¡ticas antigas recuperadas das montanhas do Himalaia osuma formação geola³gica que éo produto de uma zona de subducção, onde duas placas tecta´nicas macia§as se esmagaram, uma placa deslizando sob a outra ao longo de milhões de anos. .

As zonas de subducção podem ser encontradas em todo o mundo. Amedida que uma placa tecta´nica desliza sob outra, ela pode levar a águado oceano com ela, arrastando-a para o manto, onde o la­quido pode se fundir com o magma ascendente. Quanto mais águao magma contanãm, mais explosiva pode ser uma erupção. As zonas de subducção, portanto, são os locais de algumas das erupções vulcânica s mais fortes e destrutivas do mundo.

Sua análise, publicada hoje na Nature Geoscience , descobriu que o magma em zonas de subducção, ou “magmas de arco”, pode conter até20% de teor de águaem peso oscerca do dobro do teor ma¡ximo de águaque foi amplamente assumido. A nova estimativa sugere que as zonas de subducção atraem mais águado que se pensava anteriormente e que os magmas de arco são “super-hidratados” e muito mais aºmidos do que os cientistas haviam estimado.

Os autores do estudo incluem o autor principal Ben Urann PhD '21, que era estudante de pós-graduação no Programa Conjunto MIT-WHOI na anãpoca do estudo (agora na Universidade de Wyoming); a orientadora de doutorado de Urann, Vanãronique Le Roux, do WHOI e do Programa Conjunto MIT-WHOI; Oliver Jagoutz, professor de geologia no Departamento de Ciências da Terra, Atmosfanãricas e Planeta¡rias do MIT; Othmar Ma¼ntener da Universidade de Lausanne na Sua­a§a; Mark Behn, do Boston College; e Emily Chin da Scripps Institution of Oceanography.

Anteriormente, a estimativa da quantidade de águaretirada em zonas de subducção era feita analisando rochas vulcânica s que surgiram nasuperfÍcie. Os cientistas mediram assinaturas de águanessas rochas e, em seguida, reconstrua­ram o conteaºdo de águaoriginal das rochas, quando elas absorveram o la­quido como magma, nas profundezas da crosta terrestre. Essas estimativas sugeriram que o magma contanãm cerca de 4% de águaem peso, em média.

Mas Urann e Le Roux questionaram essas análises: e se houver processos pelos quais o magma ascendente passa e que afetam o conteaºdo original de águade uma maneira que os cientistas não previram?

“A questãoera: essas rochas que subiram rapidamente e entraram em erupção representam o que realmente estãoacontecendo nas profundezas, ou existe algum processo desuperfÍcie que distorce esses números?” diz Uran.

Adotando uma abordagem diferente, a equipe olhou para rochas magma¡ticas antigas chamadas plutons, que permaneceram nas profundezas dasuperfÍcie, nunca tendo entrado em erupção em primeiro lugar. Essas rochas, eles raciocinaram, seriam registros mais puros da águaque eles originalmente absorveram.

Urann e Le Roux desenvolveram novos manãtodos anala­ticos por espectrometria de massa de a­ons secunda¡rios no WHOI para analisar a águaem plutons coletados anteriormente por Jagoutz e Ma¼ntener no arco Kohistan - uma regia£o das montanhas ocidentais do Himalaia que compreende uma grande seção geola³gica de rocha que cristalizou hámuito tempo. Este material foi subsquentemente levantado para asuperfÍcie, expondo camadas de plutons preservados e não erupcionados, ou rocha magma¡tica.

“Estas são rochas incrivelmente frescas”, diz Urann. “Nãoháevidaªncias de que os cristais das rochas tenham sido perturbados de alguma forma, então esse foi o motivo do uso dessas amostras.”

Urann e Le Roux selecionaram as amostras mais frescas e as analisaram em busca de sinais de a¡gua. Eles combinaram medições de águacom a composição de minerais em cada cristal e conectaram esses números em uma equação para calcular a quantidade de águaque deve ter sido absorvida originalmente pelo magma, pouco antes de cristalizar em sua forma de rocha.

No final, seus ca¡lculos revelaram que os magmas do arco continham um teor de águaoriginal de mais de 8% em peso.

As novas estimativas da equipe podem ajudar a explicar por que as erupções vulcânica s em algumas partes do mundo são mais fortes e mais explosivas do que outras.

“Esse conteaºdo de águaéfundamental para entender por que os magmas de arco são mais explosivos”, diz Cin-Ty Lee, professor de geologia da Universidade Rice, que não esteve envolvido na pesquisa. “O conteaºdo de águados magmas de arco éum pouco misterioso porque émuito difa­cil reconstruir o conteaºdo de águaoriginal. A maioria da comunidade usa [rocha vulcânica em erupção], mas eles estãomuito distantes de suas fontes profundas. Então, se vocêpode ir direto para o manto, esse éo caminho a seguir. As [rochas no estudo atual] são o mais pra³ximo que se pode chegar.”

Os resultados também podem apontar para locais no mundo onde depa³sitos de minanãrio ose altas concentrações de cobre, prata e ouro ospodem ser encontrados.

“Acredita-se que esses depa³sitos se formam a partir de fluidos magma¡ticos osfluidos que se separaram do magma inicial, que transportam cobre e outros metais em solução”, diz Urann. “O problema sempre foi que esses depa³sitos exigem muita águapara se formar osmais do que vocêobtanãm de magmas com 4% de teor de a¡gua. Nosso estudo mostra que os magmas super-hidratados são os principais candidatos para formar depa³sitos econa´micos de minanãrio.”

Esta pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation e pela Woods Hole Oceanographic Institution Ocean Venture Fund.