Por décadas, os cientistas teorizaram que o movimento das placas tectônicas da Terra é impulsionado em grande parte pela flutuabilidade negativa criada à medida que esfriam. Nova pesquisa, Contudo, mostra que a dinâmica das placas é impulsionada significativamente pela força adicional de calor extraída do núcleo da Terra.

As novas descobertas também desafiam a teoria de que cadeias de montanhas subaquáticas conhecidas como dorsais meso-oceânicas são limites passivos entre placas em movimento. As descobertas mostram a ascensão do Pacífico Leste, a dorsal meso-oceânica dominante da Terra, é dinâmico à medida que o calor é transferido.

David B. Rowley, professor de ciências geofísicas da Universidade de Chicago, e outros pesquisadores chegaram às conclusões combinando as observações do East Pacific Rise com os insights da modelagem do fluxo do manto ali. As descobertas foram publicadas em 23 de dezembro em Avanços da Ciência .

"Vemos um forte apoio para contribuições significativas do manto profundo da dinâmica do calor para a placa no hemisfério do Pacífico, "disse Rowley, autor principal do artigo. "O calor da base do manto contribui significativamente para a força do fluxo de calor no manto e para as placas tectônicas resultantes."

Os pesquisadores estimam que cerca de 50 por cento da dinâmica das placas são impulsionadas pelo calor do núcleo da Terra e até 20 terawatts de fluxo de calor entre o núcleo e o manto.

Ao contrário da maioria das outras dorsais meso-oceânicas, o East Pacific Rise como um todo não se moveu para leste-oeste por 50 a 80 milhões de anos, mesmo com partes dele se espalhando assimetricamente. Essa dinâmica não pode ser explicada apenas pela subducção - um processo pelo qual uma placa se move sob a outra ou afunda. Os pesquisadores nas novas descobertas atribuem o fenômeno à flutuabilidade criada pelo calor proveniente das profundezas do interior da Terra.

"O East Pacific Rise é estável porque o fluxo que surge do manto profundo o capturou, "Rowley disse." Esta estabilidade está diretamente ligada e controlada pela ressurgência do manto, "ou a liberação de calor do núcleo da Terra através do manto para a superfície.

The Mid-Atlantic Ridge, particularmente no Atlântico Sul, também pode ter acoplamento direto com fluxo profundo do manto, ele adicionou.

“As consequências desta pesquisa são muito importantes para todos os cientistas que trabalham com a dinâmica da Terra, incluindo placas tectônicas, atividade sísmica e vulcanismo, "disse Jean Braun do Centro Alemão de Pesquisa de Geociências, que não participou da pesquisa.

As forças em ação

Convecção, ou o fluxo do material do manto transportando calor, impulsiona as placas tectônicas. Conforme previsto na pesquisa atual, aquecimento na base do manto reduz a densidade do material, dando-lhe flutuabilidade e fazendo com que suba através do manto e se junte às placas adjacentes ao East Pacific Rise. A flutuabilidade derivada do manto profundo, junto com o resfriamento da placa na superfície, cria flutuabilidade negativa que, em conjunto, explica as observações ao longo da Elevação do Pacífico Leste e das zonas de subducção do Pacífico circundantes.

Um debate sobre a origem das forças motrizes das placas tectônicas remonta ao início dos anos 1970. Os cientistas perguntaram:a flutuabilidade que impulsiona as placas deriva principalmente do resfriamento das placas na superfície, análogo ao resfriamento e tombamento de lagos no inverno? Ou, há também uma fonte de flutuabilidade positiva decorrente do calor na base do manto associado ao calor extraído do núcleo e, se então, quanto isso contribui para os movimentos da placa? A última teoria é análoga a cozinhar farinha de aveia:o calor na parte inferior faz com que a farinha de aveia suba, e a perda de calor ao longo da superfície superior resfria a farinha de aveia, fazendo com que ele afunde.

Até agora, a maioria das avaliações favoreceu o primeiro cenário, com pouca ou nenhuma contribuição da flutuabilidade decorrente do calor na base. As novas descobertas sugerem que o segundo cenário é necessário para dar conta das observações, e que há uma contribuição aproximadamente igual de ambas as fontes de flutuabilidade que conduzem as placas, pelo menos na bacia do Pacífico.

"Com base em nossos modelos de convecção do manto, o manto pode estar removendo até metade do orçamento total de calor convectivo da Terra do núcleo, "Rowley disse.

Muito trabalho foi realizado nas últimas quatro décadas para representar a convecção do manto por simulação de computador. Agora, os modelos terão que ser revisados ​​para levar em conta a ressurgência do manto, de acordo com os pesquisadores.

"A implicação do nosso trabalho é que os livros didáticos precisarão ser reescritos, "Rowley disse.

A pesquisa pode ter implicações mais amplas para a compreensão da formação da Terra, Braun disse. “Isso tem consequências importantes para o orçamento térmico da Terra e o chamado 'resfriamento secular' do núcleo. Se o calor que vem do núcleo é mais importante do que pensávamos, isso implica que o calor total originalmente armazenado no núcleo é muito maior do que pensávamos.

"Também, o campo magnético da Terra é gerado pelo fluxo no núcleo líquido, portanto, as descobertas de Rowley e co-autores provavelmente terão implicações para a nossa compreensão da existência, caráter e amplitude do campo magnético da Terra e sua evolução ao longo do tempo geológico, "Braun acrescentou.