Muito abaixo da superfície da Terra, formam-se correntes de convecção lentas no manto. Essas correntes estão intimamente relacionadas ao movimento das placas tectônicas e não apenas movem as placas para cima. Eles também esticam e distorcem o próprio material do manto.
Um novo estudo publicado em Registro sísmico mostra que grande parte desta deformação na parte mais profunda do manto ocorre em regiões onde os cientistas acreditam que as antigas placas tectónicas afundaram ao longo de milhões de anos.
O mapa global mostra a deformação perto do núcleo
Os cientistas há muito suspeitam de uma ligação entre a deformação profunda do manto e estas lajes enterradas, mas este estudo fornece a primeira visão global. A equipe examinou quase 75% do manto inferior, a camada localizada logo acima da fronteira núcleo-manto, cerca de 2.900 quilômetros (1.800 milhas) abaixo da superfície da Terra.
Jonathan Wolff, da Universidade da Califórnia, Berkeley, e seus colegas criaram este mapa global usando um enorme conjunto de dados. Eles coletaram e analisaram mais de 16 milhões de sismogramas de 24 data centers ao redor do mundo, criando um dos conjuntos de dados sísmicos mais abrangentes já coletados.
Ondas sísmicas revelam estrutura oculta
Quando ocorrem terremotos, eles criam ondas de cisalhamento que viajam pelo interior da Terra. Essas ondas viajam em velocidades diferentes dependendo de sua direção e das propriedades do material através do qual viajam. Esta mudança de orientação, conhecida como anisotropia sísmica, permite aos cientistas identificar áreas onde o manto foi deformado.
Ao estudar estes padrões, os investigadores podem obter informações valiosas sobre como o manto flui e circula ao longo do tempo.
“Sabemos que a deformação no manto superior é determinada pela resistência das placas que se movem através dele. E isso se encaixa muito bem com o que sabemos da anisotropia sísmica sobre a deformação do manto superior”, explicou Wolff. “Mas não temos essa compreensão em larga escala do fluxo no manto inferior. E é isso que realmente queremos alcançar.”
Um enorme conjunto de dados revela padrões profundos da Terra
Usando o que Wolfe descreve como “o maior conjunto de dados sísmicos de um terremoto da história”, a equipe analisou as múltiplas fases das ondas sísmicas que viajam pelo manto, passam pelo núcleo e depois retornam ao manto.
Estas ondas são particularmente úteis para mapear a anisotropia sísmica em distâncias de centenas de quilómetros, oferecendo uma imagem mais clara de como a tensão é distribuída no manto mais profundo.
Os resultados mostraram anisotropia em cerca de dois terços das regiões estudadas. Embora os padrões sejam complexos, a maior parte da deformação aparece onde se pensa que existem placas profundamente subduzidas.
“De certa forma, não é tão surpreendente porque foi previsto por modelagem geodinâmica”, disse Wolff. “Mas na escala que estamos observando, isso não foi realmente demonstrado pelos métodos que estamos usando.”
O que causa a deformação das placas subduzidas
Os cientistas ainda estão trabalhando para entender exatamente por que essas placas apresentam anisotropia sísmica. Segundo Wolff, uma possibilidade é que as placas retenham alguma anisotropia “fóssil” de quando estavam mais próximas da superfície.
No entanto, uma explicação mais provável é que a deformação intensa ocorre à medida que as placas subduzem e interagem com o limite núcleo-manto. À medida que afundam, eles também empurram e alteram o material circundante. O calor e a pressão extremos nessas profundidades podem alterar os minerais dentro das placas, criando um novo “tecido” anisotrópico.
Limites de detecção e pesquisas futuras
Wolfe enfatizou que áreas sem sinal anisotrópico detectável não podem ser consideradas livres de deformação. Em algumas regiões, o sinal pode ser demasiado fraco para ser detectado pelos métodos atuais.
O extenso conjunto de dados subjacente a este estudo continua a ser um recurso valioso. Wolfe descreveu-o como um “tesouro” que os investigadores continuarão a explorar para aprofundar a nossa compreensão do interior profundo da Terra.
“Se eu puder sonhar, algum dia teremos informações suficientes para realmente dizer muito mais sobre as direções do fluxo global do manto inferior, conhecendo a anisotropia sísmica em diferentes escalas laterais do manto, iluminando-o de vários ângulos”, disse ele.
