Nas profundezas da superfície da Terra, correntes de convecção lentas agitam-se dentro do manto terrestre. Estas correntes estão intimamente ligadas ao movimento das placas tectónicas e fazem mais do que apenas mover as placas acima delas. Eles também esticam e distorcem o próprio material do manto.
Um novo estudo publicado em Registros de terremoto Isto mostra que grande parte desta deformação nas partes mais profundas do manto terrestre ocorre em áreas onde os cientistas acreditam que as antigas placas tectónicas têm afundado há milhões de anos.
Mapa global mostra deformação perto do núcleo
Os cientistas há muito suspeitam de uma ligação entre a deformação profunda do manto e estas placas enterradas, mas este estudo fornece a primeira perspectiva global. A equipe examinou quase 75% do manto inferior, uma camada acima da fronteira núcleo-manto, cerca de 2.900 quilômetros (1.800 milhas) acima da superfície da Terra.
Jonathan Wolf, da Universidade da Califórnia, Berkeley, e colegas usaram um enorme conjunto de dados para construir este mapa global. Eles coletaram e analisaram mais de 16 milhões de sismogramas de 24 data centers ao redor do mundo para criar um dos conjuntos de dados sísmicos mais abrangentes já criados.
Ondas sísmicas revelam estruturas ocultas
Quando ocorrem terremotos, eles geram ondas de cisalhamento que viajam pelo interior da Terra. Essas ondas se movem em velocidades diferentes, dependendo da direção e das propriedades do material por onde passam. Esta mudança de direção, conhecida como anisotropia sísmica, permite aos cientistas identificar áreas de deformação no manto terrestre.
Ao estudar estes padrões, os investigadores podem obter informações valiosas sobre como o manto da Terra flui e circula ao longo do tempo.
“Sabemos que a deformação do manto superior é determinada principalmente pelo arrasto das placas que passam por ele. Isto é muito próximo do que sabemos sobre a deformação do manto superior devido à anisotropia sísmica”, explicou Wolfe. “Mas não temos uma compreensão em grande escala do fluxo no manto inferior. E é isso que queremos obter.”
Grande conjunto de dados para desbloquear o modo Deep Earth
Usando o que Wolfe descreve como “a maior coleção de dados sísmicos já reunida”, a equipe analisou os múltiplos estágios das ondas sísmicas que viajam através do manto da Terra, entrando no núcleo da Terra e depois saindo do manto terrestre.
Estas ondas são particularmente úteis para mapear a anisotropia sísmica em distâncias de centenas de quilómetros, proporcionando uma compreensão mais clara da distribuição da deformação nas partes mais profundas do manto terrestre.
Os resultados mostram que existe anisotropia em cerca de dois terços da área de estudo. Embora o padrão seja complexo, a maior parte da deformação ocorre em áreas onde se acredita que existam placas em subducção profunda.
“Em certo sentido, isto não é surpreendente porque foi previsto através de simulações geodinâmicas”, disse Wolf. “Mas na escala que estamos observando, isso realmente não aparece com esses métodos que estamos usando”.
Causas da subducção da deformação da laje
Os cientistas ainda estão tentando entender exatamente por que essas placas apresentam anisotropia sísmica. Uma possibilidade, pensa Wolf, é que as placas retiveram alguma anisotropia “fóssil” perto da superfície.
No entanto, uma explicação mais provável é que a deformação violenta ocorre à medida que a placa afunda e interage com o limite núcleo-magnético. À medida que descem, eles também empurram e remodelam o material circundante. O calor e a pressão extremos nessas profundidades alteram os minerais dentro da laje, formando novas “estruturas” anisotrópicas.
Limitações de detecção e pesquisas futuras
Wolf enfatizou que as áreas sem sinais anisotrópicos detectáveis não deveriam ser consideradas livres de deformação. Em algumas áreas, o sinal pode ser demasiado fraco para ser detectado pelos métodos actuais.
O vasto conjunto de dados por trás deste estudo continua sendo um recurso valioso. Wolfe descreveu-o como um “tesouro” que os investigadores continuarão a explorar para aprender mais sobre o que se passa nas profundezas da Terra.
“Se eu pudesse sonhar, um dia teríamos informação suficiente para realmente compreender mais sobre a direção do fluxo global do manto inferior, para compreender a anisotropia sísmica do manto em diferentes escalas laterais, para lançar luz sobre ele a partir de múltiplas direções”, disse ele.
