Muito abaixo da superfície da Terra, lentas correntes de convecção agitam-se no manto. Estas correntes estão intimamente ligadas ao movimento das placas tectónicas e fazem mais do que apenas mover as placas acima. Eles esticam e deformam o próprio material do manto.
Um novo estudo foi publicado Registros sísmicos mostra que a maior parte desta deformação na parte mais profunda do manto ocorre em regiões onde os cientistas acreditam que antigas lajes tectónicas têm estado em subducção há milhões de anos.
O mapa global revela deformação perto do núcleo
Os cientistas há muito que 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 cerca de 75% do manto inferior, uma camada 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 mundial usando um grande conjunto de dados. Eles coletaram e analisaram mais de 16 milhões de sismogramas de 24 data centers em todo o mundo, criando um dos conjuntos de dados sísmicos mais abrangentes já reunidos.
Ondas sísmicas revelam estruturas ocultas
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 por onde passam. Esta variação direcional, conhecida como anisotropia sísmica, permite aos cientistas identificar locais onde o manto foi deformado.
Ao estudar estes padrões, os investigadores podem obter informações valiosas sobre como o manto flui e se comporta ao longo do tempo.
“Sabemos que a deformação do manto superior é causada pelo arrasto das placas que se movem através dele. E isso prevê muito bem o que sabemos da anisotropia sísmica sobre a deformação do manto superior”, explicou Wolff. “Mas não temos esse tipo de compreensão em larga escala do fluxo no manto inferior. E é isso que queremos obter.”
Enormes conjuntos de dados revelam padrões profundos da Terra
Usando o que Wolf descreveu como “o maior conjunto de dados sísmicos de terremotos”, a equipe analisou as múltiplas fases das ondas sísmicas que viajam através do manto, chegam ao núcleo e depois retornam ao manto.
Estas ondas são particularmente úteis para mapear a anisotropia sísmica em distâncias de centenas de quilómetros, fornecendo uma imagem clara de como a deformação se distribui no manto mais profundo.
Os resultados mostram anisotropia em cerca de dois terços das regiões estudadas. Embora os padrões sejam complexos, a maior parte da deformação é observada em áreas onde se acredita que existam lajes profundamente subduzidas.
“Em certo sentido, não é surpreendente, porque é previsto por simulações geodinâmicas”, disse Wolff. “Mas na escala que estamos observando, isso não foi realmente demonstrado pelos métodos que estamos usando.”
O que causa deformação em lajes subduzidas
Os cientistas ainda estão trabalhando para entender exatamente por que essas lajes apresentam anisotropia sísmica. Segundo Wolff, uma possibilidade é que as placas retenham alguma anisotropia “fóssil” de quando estavam perto da superfície.
No entanto, uma explicação mais provável é que a deformação intensa ocorre à medida que as lajes afundam e interagem com a fronteira núcleo-manto. À medida que descem, eles empurram e remodelam os elementos circundantes. O calor e a pressão extremos nesta profundidade podem alterar os minerais dentro da laje, criando um novo “tecido” anisotrópico.
Identificação e limitações de pesquisas futuras
Wolf enfatizou que regiões sem sinal anisotrópico detectável não deveriam ser consideradas livres de distorção. Em algumas áreas, o sinal pode ser demasiado fraco para detectar o método atual.
O enorme conjunto de dados por trás desta pesquisa continua sendo um recurso valioso. Wolf descreveu-o como um “tesouro” que os investigadores continuarão a explorar para obter mais informações sobre o interior profundo da Terra.
“Se eu puder sonhar, um dia teremos dados suficientes para realmente dizer muito mais sobre as direções do fluxo global no manto inferior, conhecendo a anisotropia sísmica em diferentes escalas laterais do manto, iluminando-o de muitos ângulos”, disse ele.
