O Turkana Rift, na África Oriental, é conhecido tanto pelo seu rico registo fóssil humano primitivo como pela intensa actividade vulcânica causada pela mudança de placas tectónicas. Os cientistas relatam agora que a crosta abaixo da região diminuiu muito mais do que se pensava anteriormente, indicando a dissolução a longo prazo do continente africano e oferecendo uma nova explicação para a razão pela qual tantos restos humanos antigos estão ali preservados.
As descobertas foram publicadas em Comunicações da natureza.
Uma ampla fenda formada pelo movimento das placas tectônicas
O Rift de Turkana estende-se por cerca de 500 quilómetros através do Quénia e da Etiópia e faz parte do maior Sistema de Rift da África Oriental. Este enorme sistema estende-se desde a Bacia de Afar, no nordeste da Etiópia, até Moçambique, separando a placa tectónica africana das placas árabe e somali. Na região de Turkana, as placas africana e somali movem-se lentamente a cerca de 4,7 milímetros por ano.
Quando essa separação ocorre, um processo chamado rifting estica a crosta lateralmente. O estresse faz com que a superfície se dobre e rache, permitindo que o magma das profundezas da Terra suba.
Nem todas as fendas dividem completamente os continentes. Neste caso, porém, a Fenda de Turkana parece estar nesse caminho.
Cientistas descobriram uma crosta inesperadamente fina
“Descobrimos que o rifteamento nesta zona é mais avançado e a crosta é mais fina do que se pensava”, diz o principal autor do estudo, Christian Rowan, Ph.D. estudante do Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Universidade de Columbia, que faz parte da Columbia Climate School. “A África Oriental está mais adiantada no processo de ruptura do que se pensava anteriormente.”
Para chegar a esta conclusão, Rowan e os seus colegas analisaram um raro conjunto de dados sísmicos de alta qualidade recolhidos com parceiros da indústria e em colaboração com o Turkana Basin Institute, fundado pelo falecido paleoantropólogo Richard Leakey. Ao estudar como as ondas sonoras viajam através das camadas subterrâneas e combinando estes resultados com outras técnicas de imagem, a equipa mapeou as estruturas sedimentares e determinou a profundidade da crosta abaixo da fenda.
Ao longo do centro da fenda, a espessura da crosta é de apenas 13 quilómetros. Além disso, ultrapassa 35 quilômetros. Esta diferença dramática indica um processo conhecido como “necking”.
“Pescoço” sinaliza uma fase tectônica crítica
O termo descreve como a crosta se estica e fica mais fina no meio, semelhante ao “pescoço” cônico que se forma quando um pedaço de caramelo salgado é esticado. À medida que a crosta fica mais fina, ela também fica mais fraca, facilitando a continuação da divisão.
“Quanto mais fina fica a casca, mais fraca ela fica, o que ajuda a continuar a divisão”, diz Rowan. Eventualmente, a crosta pode quebrar completamente.
“Alcançamos um limiar crítico” de destruição da crosta, diz Ann Bessel, geofísica de Lamont e coautora do estudo. – Acreditamos que é por isso que ela está mais propensa à separação.
Mesmo assim, essas mudanças ocorrem durante vastos períodos de tempo. A Fenda de Turkana começou a abrir há cerca de 45 milhões de anos, e os investigadores acreditam que a fissura começou após enormes erupções vulcânicas há cerca de 4 milhões de anos. Pode levar mais alguns milhões de anos até que o próximo estágio, conhecido como oceanização, comece. Nesta fase, o magma subirá através das falhas, formando um novo fundo do mar, e a água do Oceano Índico ao norte poderá eventualmente inundá-lo.
Evidência de divisões anteriores fracassadas
A equipe também encontrou sinais de um episódio anterior de ruptura que não dividiu completamente o continente. Em vez disso, deixou a crosta mais fina e fraca, preparando o terreno para a atual fase de atividade.
“Isso desafia algumas das ideias mais tradicionais sobre como os continentes se dividem”, diz Rowan.
Como o Rift de Turkana é o primeiro rift continental ativo conhecido atualmente em processo de rifteamento, ele oferece aos cientistas uma rara oportunidade de estudar este estágio crucial da evolução tectônica.
“Essencialmente, agora temos um lugar na primeira fila para testemunhar a fase crítica da ruptura que moldou fundamentalmente todas as margens de ruptura em todo o mundo”, diz o co-autor Folarin Kalawole, que também trabalha com Lamont. Esses processos estão intimamente relacionados a outros sistemas terrestres, ajudando os pesquisadores a reconstruir paisagens, vegetação e clima do passado. “Então poderemos usar esse conhecimento para entender o que vai acontecer no nosso futuro, mesmo em escalas de tempo mais curtas”, diz Bessel.
Repensando o registro fóssil da evolução humana
As descobertas também lançaram uma nova luz sobre os restos fósseis incomuns da região. Mais de 1.200 fósseis de hominídeos foram encontrados na fenda de Turkana nos últimos 4 milhões de anos, cerca de um terço de todas essas descobertas na África. Muitos cientistas há muito consideram esta área um centro chave da evolução humana.
Rowan e seus colegas oferecem outra possibilidade.
Após ampla atividade vulcânica há cerca de 4 milhões de anos, o início de Neking fez com que a terra afundasse na fenda. Esta subsidência criou condições nas quais sedimentos finos se acumularam rapidamente, ideais para a preservação de fósseis.
“As condições eram adequadas para preservar um registo fóssil contínuo”, diz Rowan.
Isto significa que a Fenda de Turkana pode não ter sido um local exclusivamente importante para a evolução dos antepassados humanos, mas sim um local onde as condições geológicas facilitaram o registo da sua história.
Esta ideia continua a ser uma hipótese, mas abre novos caminhos para a investigação. “Mas outros investigadores podem agora usar os nossos resultados para explorar estas ideias”, diz Rowan. “Além disso, os nossos resultados podem ser incorporados em modelos tectónicos juntamente com o clima para explorar verdadeiramente como as mudanças na tectónica e no clima influenciaram a nossa evolução.”
A equipe de pesquisa também inclui Paul Betka, da Western Washington University, e John Rowan, da Universidade de Cambridge.
