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Geólogos descobriram um novo modo pelo qual os vulcões se formam

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Pesquisadores identificaram uma fonte previamente desconhecida de vulcões nas profundezas da Terra – na zona de transição entre o manto superior e inferior.

Até agora, achávamos que tínhamos uma ideia das formas pelas quais os vulcões se formam, surgindo das regiões fundidas no manto superior sob a crosta do nosso planeta, mas a nova descoberta leva as coisas muito mais abaixo.

Nas ilhas Bermudas, que estão no topo de um extinto monte submarino vulcânico, os geólogos encontraram a primeira evidência direta de que material da zona de transição, entre 400 e 650 quilômetros abaixo da superfície da Terra, pode ser expelido pelos vulcões.

“Estávamos esperando que nossos dados mostrassem que o vulcão era uma formação de pluma-manto – uma ressurgência do manto mais profundo – assim como é no Havaí”, disse o geólogo Esteban Gazel, da Universidade de Cornell.

“Esta é a primeira vez que encontramos uma indicação clara da zona de transição no fundo do manto da Terra que os vulcões podem se formar desta forma.”

Os vulcões do Havaí se originam em profundidades de até 200 a 400 quilômetros. Mas o vulcão das Bermudas tem raízes muito mais profundas, em uma região rica em água, cristais e rochas fundidas, de acordo com as descobertas da equipe.

(Wendy Kenigsberg / Clive Howard, Universidade de Cornell)

Os geólogos encontraram essa evidência em uma amostra central perfurada nas Bermudas em 1972. Ela tem mais de 700 metros de comprimento e é basicamente uma linha do tempo da história geológica da região. À medida que o material é depositado, ele forma uma camada na rocha e os pesquisadores podem estudá-los para reconstruir eventos passados.

Os pesquisadores analisaram, procurando por isótopos, oligoelementos, evidências de água e voláteis, esperando que seus resultados mostrassem que o vulcão era um afloramento do manto superior.

Mas eles descobriram outra coisa: 30 milhões de anos atrás, a zona de transição expeliu, enviando material através do manto superior para a superfície, onde criou primeiro o monte submarino vulcânico, então, à medida que subia mais alto, Bermuda.

“Eu suspeitava pela primeira vez que o passado vulcânico de Bermuda era especial enquanto eu experimentava o núcleo e notei as diversas texturas e mineralogia preservadas nos diferentes fluxos de lava”, disse a geóloga Sarah Mazza, da Universidade de Münster.

“Nós rapidamente confirmamos enriquecimentos extremos em composições de oligoelementos. Foi emocionante superar nossos primeiros resultados … os mistérios da Bermuda começaram a se desdobrar.”

Eles encontraram cristais contendo maiores quantidades de água do que normalmente podem ser encontrados em zonas de subducção, as regiões nos limites das placas tectônicas, onde a borda de um desliza por baixo da outra. O conjunto de minerais encontrados na amostra, incluindo cristais de titânio-augita, feldspatos, flogopita, espinela, perovskita e apatita, também sugere uma grande quantidade de água.

Mas o que realmente identificou a fonte do núcleo de lava foram os principais isótopos, que eram de uma variedade extrema nunca antes observada na lava.

Eles são os isótopos de chumbo mais radiogênicos que já foram encontrados em uma bacia oceânica – muito radiogênica para se ter originado no manto superior. Isso, acreditam os pesquisadores, aponta para uma origem bem mais profunda.

A modelagem numérica ajudou a determinar que o cenário mais provável é uma perturbação na zona de transição, que fez com que o material se derretesse e se infiltrasse na superfície.

É um resultado que pode ajudar a identificar mais vulcões que podem ter se originado nessas profundezas – e ajudar a entender os processos geológicos que moldaram nosso planeta.

“Com este trabalho, podemos demonstrar que a zona de transição da Terra é um reservatório químico extremo”, disse Gazel. “Estamos agora apenas começando a reconhecer sua importância em termos de geodinâmica global e até de vulcanismo”.

A pesquisa foi publicada na revista Nature.

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