Sev Kender no seu microscópio
Uma das maiores questões que restam a ser respondidas na tectónica de placas é como as zonas de subducção começam, ou ‘iniciam’. A tectónica de placas e a propagação do fundo do mar foi uma teoria inovadora descoberta em meados do século XX que explicou grande parte da geologia, e deu início à nossa disciplina moderna. Antes disso, não havia uma única teoria aceita sobre o porquê da formação de oceanos e montanhas, porque os continentes pareciam estar ligados entre si, e porque os animais de diferentes continentes pareciam ter antepassados comuns há muito perdidos. Aqui Sev Kender nos conta alguns avanços recentes na ciência…
As zonas de subducção, como a Fossa das Marianas profundas ao largo da costa sul do Japão, são onde uma placa é empurrada sob outra à medida que se movem em direção uma à outra. A placa subjacente é consumida no manto da Terra e cria magma quente que irrompe dos vulcões na superfície da placa sobreposta (por exemplo, as Ilhas Marianas do Norte). É bastante problemático explicar como um pedaço de crosta oceânica passiva deve quebrar de repente e começar a formar uma trincheira, e há dois modelos principais que existem para explicar como uma zona de subducção pode começar: “espontânea” (um lado afunda porque é mais denso) ou “induzida” (forçada pela pressão de outra, distante, fonte). Mas é difícil testar estas ideias, porque o processo não pode ser observado a acontecer hoje. As zonas de subducção persistem por muitos milhões de anos, e o período de iniciação aconteceu há milhões de anos na maioria dos casos.
A localização da pesquisa na crosta
do arco Izu-Bonin-Mariana
Uma maneira de entender a iniciação da zona de subducção é perfurar um longo orifício na crosta oceânica na placa sobreposta, testar a composição e idade da crosta, e ver como ela se comportava (em termos de mudanças no nível do mar), antes do início da subducção. O problema é que milhões de anos desde o início permitiram que quilômetros de sedimentos se amontoassem no topo e obscurecessem a crosta.
Meu e outros 30 cientistas viajaram para o Mar Filipino no verão de 2014 no navio de perfuração JOIDES Resolution, operado pelo Programa Internacional de Descoberta do Oceano, para perfurar a crosta do arco Izu-Bonin-Mariana. Esta é uma zona de fossa oceânica extinta ao sul do Japão, onde a moderna fossa Mariana se iniciou. Em nosso artigo na Nature Geoscience relatamos como coletamos com sucesso 1,5 km de furo através dos sedimentos sobrejacentes e na própria crosta, datando as rochas com microfósseis e “magnetochrons” de reversão do campo magnético (conhecidas inversões passadas que foram datadas por outras técnicas em outros registros).
Nós descobrimos que a crosta era muito mais jovem do que o esperado (Eoceno, cerca de 50 milhões de anos de idade), uma descoberta impressionante indicando que precisávamos reajustar nossas idéias de como a zona de subducção se formou. A crosta tem características químicas indicando que ela foi formada no momento em que a zona de subducção começou, ao invés de muito antes. A crosta pode ter se formado em um cenário de extensão através da extensão do fundo do mar, em alguns aspectos semelhantes aos formados nas cristas do médio-oceano de hoje, embora neste caso perto da zona de subducção recém-formada.
Costas do médio-oceano são onde a nova crosta oceânica fresca é formada e são o oposto das zonas de subducção. Existem hoje numerosas ‘falhas de transformação’ perto das cristas, enormes fraturas através da crosta que se formam devido à interação das placas de propagação com a curvatura da terra.
Uma seção fina através da crosta jovem
Uma idéia é que a zona de subducção se formou ao longo de uma linha anterior de fraqueza em uma dessas zonas de fratura, mas nossos registros não provam isso. Eles mostram, no entanto, que a iniciação foi provavelmente ‘espontânea’ em vez de ‘induzida’, pois a crosta foi formada em um cenário de extensão e não se elevou antes da formação. Isto nos permitiu começar a entender o processo de iniciação da subducção, e mais análises nos próximos anos das rochas coletadas nos ajudarão a refinar este novo modelo, e a entender a evolução do arco Izu-Bonin-Mariana desde o seu início.
Por Sev Kender (Research Fellow within the Centre for Environmental Geochemistry, BGS-University of Nottingham).
Sev no twitter @SevKender
Imagens
Sev Kender no seu microscópio
O local da pesquisa na crosta do arco Izu-Bonin-Mariana
Uma seção fina através da crosta jovem