Seção transversal vertical através dos Alpes há 15 milhões de anos. A placa europeia subduzida sob a placa africana não pode ir mais fundo, como resultado, sua seção superior do manto afunda para o norte (reversão da laje). A crosta européia inferior se desprende do manto e as forças de flutuação permitem que a crosta européia se eleve abruptamente. Crédito:M. Herwegh, Instituto de Geologia, Universidade de Berna
A impressionante face norte dos Alpes Berneses é o resultado de uma subida íngreme de rochas das profundezas após a colisão de duas placas tectônicas. Esta subida íngreme dá uma nova visão sobre o estágio final da construção da montanha e fornece um conhecimento importante no que diz respeito aos perigos naturais ativos e à energia geotérmica. Os resultados de pesquisadores da Universidade de Berna e da ETH Zürich estão sendo publicados em Relatórios Científicos .
As montanhas geralmente emergem quando duas placas tectônicas convergem, onde a placa oceânica mais densa se subduz sob a placa continental mais leve no manto terrestre de acordo com modelos padrão. Mas o que acontece se duas placas continentais da mesma densidade colidirem, como foi o caso na área dos Alpes Centrais durante a colisão entre a África e a Europa?
Geólogos e geofísicos da Universidade de Berna e da ETH Zürich examinaram essa questão. Eles construíram a geometria 3-D das estruturas de deformação ao longo de vários anos de análise de superfície nos Alpes Berneses. Com a ajuda da tomografia sísmica, semelhantes aos exames de ultrassom em pessoas, eles também obtiveram uma visão adicional da estrutura profunda da crosta terrestre e além, até profundidades de 400 km no manto terrestre.
Rochas viscosas das profundezas
Uma reconstrução com base nestes dados indicou que a luz da crosta europeia, rochas cristalinas não podem ser subduzidas a profundidades muito profundas, mas são destacadas do manto terrestre na crosta terrestre inferior e, conseqüentemente, são forçadas de volta à superfície terrestre por forças de flutuabilidade. Zonas de falha íngremes são formadas aqui, que empurram a crosta terrestre e facilitam a ascensão íngreme das rochas das profundezas. Existem exemplos de livros desses tipos de zonas de falha no vale de Hasli, onde aparecem como cicatrizes em forma de incisões morfológicas que cortam de maneira impressionante a paisagem de granito polido glacialmente.
Couloirs íngremes em Arpelistock e Ärelenhoren (vale Hasli) mostram as zonas de falhas íngremes (linhas vermelhas) que foram modeladas topograficamente pela erosão. Crédito:M. Herwegh, Instituto de Geologia, Universidade de Berna
O desprendimento da crosta terrestre e do manto ocorre a uma profundidade de 25-30 quilômetros. Este processo é desencadeado pelo lento afundamento e recuo da placa europeia no manto da Terra superior em direção ao norte. Na terminologia especializada, este processo é denominado reversão de laje. As altas temperaturas nessas profundidades tornam as rochas da crosta inferior viscosas, onde eles podem ser subseqüentemente forçados para cima por forças de elevação flutuantes.
Junto com a erosão da superfície, é esta subida íngreme das rochas dos níveis crustais inferiores aos médios que é responsável pela íngreme frente norte dos Alpes de Berna hoje (Titlis - região de Jungfrau - cordilheira Blüemlisalp). Os dados de levantamento na faixa de um milímetro por ano e a atividade sísmica de hoje indicam que o processo de levantamento das profundezas ainda está em andamento. Contudo, a erosão na superfície da Terra causa ablação contínua, razão pela qual os Alpes não continuam crescendo indefinidamente.
Importante para riscos naturais e energia geotérmica
A análise das zonas de falhas íngremes não são apenas de interesse científico. As falhas sísmicas parcialmente ainda ativas são responsáveis pelo intemperismo das rochas mais intensamente na superfície e, portanto, deslizamentos de terra e fluxos de detritos ocorrendo, por exemplo, no vale Halsi, nas áreas extremamente íngremes do Spreitlaui ou Rotlaui. Os graves fluxos de detritos na área de Guttannen são baseados, entre outras coisas, neste pré-condicionamento estrutural das rochas hospedeiras. O vazamento de água hidrotérmica quente, que é importante explorar para a energia geotérmica e a política energética de 2050, pode ser rastreada diretamente até a frágil fratura da crosta terrestre superior e a infiltração das águas superficiais frias. A água é aquecida nas profundezas e chega à superfície novamente através das zonas de falha íngremes - por exemplo, na região de Grimsel. Nesse sentido, as novas descobertas levam a uma compreensão mais profunda dos processos de superfície, que influenciam nossas infraestruturas, por exemplo, os eixos de trânsito (ferrovia, estradas) através dos Alpes.
Vista do bastião de granito ao norte do Lago Grimsel com superfícies de granito polido glacialmente sendo fortemente dissecadas por incisões morfológicas. Esses sulcos (ver setas) são todos o resultado de zonas de falha íngremes, que se originou a uma profundidade de 20 quilômetros. Devido à elevação e erosão, eles são reconhecíveis hoje na superfície da Terra como couloirs na topografia. Crédito:M. Herwegh, Instituto de Geologia, Universidade de Berna