Os cientistas descobriram que um dos eventos vulcânicos mais extremos da história da Terra fez mais do que criar um enorme planalto subaquático. Também mudou a estrutura e a química da placa oceânica abaixo dela.
Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor da Universidade de Ciências de Okayama, Azusa Shito, trabalhando com o professor associado do Instituto de Ciência de Tóquio, Akira Ishikawa, e o professor da Universidade de Hiroshima, Masako Ishikawa, usaram ondas sísmicas para sondar estruturas profundas abaixo do planalto de Ontong Java. Os seus resultados sugerem que grandes volumes de magma atravessam as placas existentes, criando redes de intrusões verticais e transformando quimicamente as rochas circundantes.
Os resultados são publicados Cartas de Pesquisa Geofísica.
Ontong é uma estrutura oculta abaixo do planalto Java
A placa oceânica abaixo do Planalto Ontong Java (OJP) não parece ter a estrutura relativamente simples esperada de uma placa oceânica típica. Em vez disso, os investigadores encontraram evidências de um interior composto por camadas horizontais atravessadas por passagens verticais de magma.
Essas características verticais são conhecidas como diques. Os diques se formam quando a rocha derretida é forçada através de rachaduras e depois esfria dentro delas. Grandes grupos destas intrusões, chamados enxames de diques, podem preservar um registo de intensa actividade vulcânica muito depois de o magma ter solidificado.
A equipe também detectou velocidades de ondas sísmicas incomumente baixas dentro da placa. Isto sugere que o magma que sobe das profundezas da Terra não passou simplesmente pelas placas. Provavelmente também alterou a composição química das placas.
O maior planalto oceânico do mundo
O Planalto Ontong Java (OJP) fica abaixo do oeste do Oceano Pacífico e é o maior planalto oceânico do mundo. Os planaltos oceânicos são grandes áreas elevadas do fundo do mar formadas por grandes volumes de erupções de lava.
O OJP formou-se durante um extraordinário vulcanismo submarino, cerca de 110-120 milhões de anos atrás. Este fenômeno é considerado a maior erupção vulcânica conhecida na história da Terra.
Os cientistas propuseram que a erupção liberou calor, gases e material vulcânico suficientes para perturbar gravemente o meio ambiente global. Isto pode contribuir para extinções em massa, alterando a química dos oceanos, o clima e a quantidade de oxigénio disponível na água do mar.
Pesquisas recentes indicam que o vulcanismo pode ser causado por uma pluma termoquímica que sobe das profundezas do manto. Uma pluma de manto é uma coluna de material invulgarmente quente que se move para cima através do interior da Terra. Uma pluma termoquímica é quimicamente distinta do manto circundante e pode transportar material reciclado da antiga crosta oceânica.
Embora essas plumas possam produzir grandes quantidades de magma, os cientistas não compreendem completamente como esse magma afeta uma placa oceânica que já existe acima dela.
Ondas sísmicas revelam interiores de placas
Para examinar a placa abaixo do OJP, os pesquisadores estudaram sinais sísmicos de alta frequência chamados ondas Po e So. As ondas foram registradas por sismógrafos do fundo do mar localizados ao redor do planalto e por instrumentos colocados em ilhas oceânicas próximas.
As ondas Po e So viajam através das placas oceânicas, em vez de simplesmente passarem pelo manto circundante. Como a sua velocidade e potência dependem da rocha por onde passam, podem revelar camadas ocultas, fissuras e outras estruturas nas profundezas do fundo do mar.
Em condições normais, as ondas Po e So são geradas quando as ondas P e S se propagam repetidamente através de estruturas em camadas dentro de uma placa oceânica. Esta dispersão repetida permite que os sinais viajem centenas de milhares de quilómetros.
As ondas registradas perto do OJP se comportam de maneira incomum. As ondas Po moveram-se eficientemente pela região, enquanto as ondas So enfraqueceram dramaticamente.
Esta diferença fornece uma pista importante de que a placa abaixo do planalto tem uma estrutura interna mais complexa do que a maioria das placas oceânicas.
Antigos canais de magma cruzam a placa
Os cientistas usaram modelagem de ondas sísmicas para determinar que tipo de estrutura poderia estar produzindo os padrões de ondas observados.
Seus resultados indicam que a placa possui estruturas em camadas (estratificação horizontal) intersectadas por enxames de diques (intrusões verticais). A estratificação horizontal permite que algumas ondas sísmicas percorram longas distâncias, enquanto intrusões verticais perturbam e enfraquecem outras.
A descoberta fornece evidências de que o magma subiu através da placa oceânica existente ao longo de muitos caminhos separados. Juntos, esses caminhos formaram uma extensa rede subterrânea sob o planalto ascendente.
Magma pode mudar a química das placas
A equipe encontrou outra grande diferença entre o OJP e as placas oceânicas normais. Ambas as ondas Po e So viajaram significativamente mais lentamente abaixo do planalto.
As ondas sísmicas diminuem a velocidade quando passam por rochas mais quentes, menos rígidas, fraturadas ou quimicamente diferentes do material normal do manto. Os investigadores concluíram que a estrutura por si só não pode explicar completamente a velocidade invulgarmente baixa.
Eles propõem que o magma de uma pluma termoquímica subiu através da placa, formou enxames de diques e depois reagiu com a rocha do manto circundante. Este processo provoca uma alteração química (ou seja, refertilização) das placas.
A refertilização ocorre quando o magma restaura elementos químicos à rocha parcialmente fundida que anteriormente os perdeu. O manto é feito principalmente de uma rocha chamada peridotito. Quando parte dessa rocha derrete, algum material é removido com o derretimento. Mais tarde, o magma pode devolver esses elementos, alterando a composição mineral e as propriedades físicas da rocha.
Erupções gigantescas podem transformar placas oceânicas
Os resultados sugerem que eventos vulcânicos massivos podem fazer mais do que cobrir o fundo do mar com espessas camadas de lava. O magma que sobe das profundezas da Terra pode destruir uma placa oceânica, criar extensas redes de diques e alterar a química da placa.
Este modelo de mudança físico-química pode melhorar a compreensão dos cientistas sobre como as placas oceânicas se desenvolvem e como as grandes províncias vulcânicas remodelam o interior da Terra.
A pesquisa é publicada em Geophysical Research Letters.
Pesquisa original
- A placa oceânica abaixo do Planalto Ontong Java (OJP) tem uma estrutura complexa que consiste em camadas horizontais atravessadas por enxames de diques.
- Ondas sísmicas anormalmente lentas sugerem que o magma de uma pluma termoquímica alterou quimicamente a placa.
- As descobertas mostram que a atividade vulcânica em grande escala pode alterar significativamente a estrutura física e a composição química de uma placa oceânica.
Observação
Pluma termoquímica:
Uma pluma do manto que sobe das profundezas do manto, cujos constituintes são quimicamente diferentes do manto circundante e pode incluir material derivado da antiga crosta oceânica.
Fertilização:
A peridotita no manto é erodida em material fundido quando o fundido produzido pela fusão parcial é expelido. O processo pelo qual o material fundido é reintroduzido nesse peridotito erodido é chamado de refertilização.
