A fenda de Turkana, na África Oriental, é conhecida tanto pelo seu rico registo de fósseis humanos primitivos como pela intensa actividade vulcânica impulsionada pelas mudanças das placas tectónicas. Agora, os cientistas relatam que a crosta abaixo da região é muito mais fina do que se pensava anteriormente, apontando para a dissolução a longo prazo do continente africano e fornecendo uma nova explicação para a razão pela qual tantos restos humanos antigos foram ali preservados.
Os resultados são publicados Comunicação da natureza.
Uma fenda gigante moldada pelo movimento de placas tectônicas
O Rift de Turkana estende-se por cerca de 500 km através do Quénia e da Etiópia e faz parte do maior Sistema de Rift da África Oriental. Este enorme sistema estende-se desde a depressão 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 estão a afastar-se lentamente, cerca de 4,7 milímetros por ano.
À medida que essa separação ocorre, um processo denominado rifting estica a crosta lateralmente. Esta tensão faz com que a superfície se dobre e rache, permitindo que o magma suba das profundezas da Terra.
Nem todas as fendas dividem completamente os continentes. Neste caso, contudo, a fenda de Turkana parece estar nesse caminho.
Cientistas detectam crosta inesperadamente fina
“Descobrimos que o rifteamento está mais avançado nesta região e a crosta é mais fina, o que ninguém tinha reconhecido”, disse Christian Rowan, principal autor do estudo. 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 desintegração do que se pensava anteriormente.”
Para chegar a esta conclusão, Rowan e colegas analisaram um raro conjunto de dados sísmicos de alta qualidade recolhidos com parceiros da indústria e com o Turkana Basin Institute, fundado pelo falecido paleontólogo Richard Leakey. Ao estudar como as ondas sonoras viajam através das camadas subterrâneas e combinando essas descobertas com outros métodos de imagem, a equipe mapeou estruturas sedimentares e determinou a profundidade da crosta abaixo das fissuras.
Ao longo do centro da fenda, a crosta tem cerca de 13 km de espessura. Além disso, percorreu 35 km. Essa diferença dramática aponta para um processo conhecido como “necking”.
“Necking” sinaliza uma fase tectônica complexa
O termo descreve como a crosta é alongada e fina no meio, semelhante ao “gargalo” estreito que se forma quando um pedaço de caramelo de água salgada é separado. À medida que a crosta fica mais fina, ela fica mais fraca, facilitando a continuação.
“Quanto mais fina a crosta, mais fraca ela se torna, o que ajuda a manter as rachaduras”, diz Rowan. Eventualmente, a crosta pode quebrar completamente.
“Alcançamos esse ponto crítico de ruptura da crosta”, disse a geofísica de Lamont e coautora do estudo, Ann Bessell.
No entanto, estas mudanças manifestam-se ao longo de vastas escalas de tempo. A fenda Turkana começou a abrir há cerca de 45 milhões de anos, e os investigadores estimam que o pescoço começou após uma enorme erupção vulcânica há cerca de 4 milhões de anos. A próxima fase, conhecida como navegação marítima, pode levar mais alguns milhões de anos para começar. Nesse ponto, o magma subiria através das fraturas para formar um novo fundo do mar e a água do Oceano Índico ao norte poderia eventualmente inundar.
Evidência de rifting com falha anterior
A equipe também descobriu sinais de um episódio anterior de ruptura que não levou a uma ruptura continental completa. Em vez disso, deixou a crosta fina e fraca, preparando o terreno para a atual fase de atividade.
“Isso desafia algumas das ideias tradicionais de como os continentes se separam”, disse Rowan.
Como a fenda de Turkana é a primeira fenda continental ativa conhecida atualmente em operação no pescoço, ela dá aos cientistas uma rara oportunidade de estudar este importante estágio da evolução tectônica.
“Em resumo, temos agora um lugar na primeira fila para observar uma fase crítica de divisão que moldou fundamentalmente todas as margens divididas em todo o mundo”, disse o co-autor Folarin Kolaol, que está com Lamont. Estes processos estão intimamente ligados a outros sistemas terrestres, ajudando os investigadores a reconstruir a paisagem, a vegetação e os padrões climáticos do passado. “Então poderemos usar esse conhecimento para prever o que vai acontecer no nosso futuro, mesmo em escalas de tempo curtas”, disse Bessel.
Revisitando o registro fóssil da evolução humana
As descobertas lançam uma nova luz sobre o extraordinário registo fóssil da região. A Fenda de Turkana produziu mais de 1.200 fósseis de hominídeos nos últimos 4 milhões de anos, representando cerca de um terço de todas essas descobertas na África. Muitos cientistas há muito consideram esta área como o centro da evolução humana.
Rowan e colegas sugerem outra possibilidade.
Após uma atividade vulcânica massiva há cerca de 4 milhões de anos, a terra da fenda afundou como resultado do início do pescoço. Esta redução criou condições nas quais sedimentos finos se acumularam rapidamente, ideais para a preservação de fósseis.
“As condições eram adequadas para preservar um registro fóssil contínuo”, disse Rowan.
Isto significa que a Fenda de Turkana não foi exclusivamente importante como um local onde os antepassados humanos evoluíram, mas sim como 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 essas ideias”, disse Rowan. “Além disso, os nossos resultados podem ser inseridos em modelos tectónicos que são acoplados ao clima para realmente explorar como a tectónica e as alterações climáticas afectaram a nossa evolução.”
A equipe de pesquisa também inclui Paul Betka, da Western Washington University, e John Rowan, da Universidade de Cambridge.
