A Cadeia do Imperador Havaiano é um exemplo de uma trilha de ponto de acesso - uma trilha de ilhas vulcânicas e montes submarinos criados em uma placa litosférica conforme a placa lentamente se desloca sobre um ponto de derretimento localizado originado por um jato de material quente subindo do manto profundo (manto pluma). Para mais detalhes, consulte o comunicado. Crédito:T. Torsvik et al. (GFZ)
As ilhas vulcânicas do Havaí representam o final mais jovem de um país de 80 milhões de anos e cerca de 6, Cadeia montanhosa de 000 quilômetros de extensão no solo do Oceano Pacífico. A chamada cadeia do imperador havaiano, composta por dezenas de vulcões, é bem conhecida por sua curva peculiar de 60 graus. A causa dessa curva foi fortemente debatida por décadas. Uma explicação é uma mudança abrupta no movimento da placa tectônica do Pacífico, o modelo oposto afirma a deriva para o sul da pluma do manto que originou a cadeia desde seu início, há 80 milhões de anos. Aparentemente, os dois processos desempenham um papel importante, mostra um novo estudo em Nature Communications , publicado por um grupo de cientistas da Universidade de Oslo, Centro Alemão de Pesquisa de Geociências GFZ Potsdam, e a Universidade de Utrecht.
Muitas ilhas oceânicas vulcânicas são criadas por afloramentos quentes em forma de coluna, chamados de plumas do manto, que se originam perto da base do manto da Terra com cerca de 3.000 km de profundidade. As plumas do manto não são muito influenciadas pelos movimentos superficiais das placas tectônicas que se movem lentamente sobre elas. Portanto, longas cadeias lineares de vulcões com origem em plumas que envelhecem cada vez mais com o aumento da distância de pontos de acesso ativos podem ser rastreadas por centenas a milhares de quilômetros. Na trilha do ponto de acesso havaiano, as ilhas do Havaí são as mais novas na cadeia que se estende por quase 6, 000 km até o monte submarino de Detroit, no noroeste do Pacífico, onde o vulcanismo ocorreu cerca de 80 milhões de anos atrás. Uma curvatura de 60 graus sem precedentes caracteriza a Cadeia do Imperador Havaiano, dividindo-a na Cadeia do Imperador mais velha e na Cadeia do Havaí mais jovem. A curvatura foi datada de 47 Ma (Fig. 1).
"A causa final para a formação da Curva do Imperador Havaiano (HEB) foi uma mudança proeminente no movimento da placa do Pacífico em 47 Ma", diz o autor principal do novo estudo, Trond Torsvik da Universidade de Oslo e atualmente pesquisador visitante da GFZ. A equipe afirma uma hipótese do geofísico norte-americano Jason Morgan, que a propôs já no início dos anos 1970. “Mas não é tão simples como se sugeria há quarenta anos”, diz Torsvik.
Jason Morgan foi o primeiro a usar pontos de acesso como quadro de referência para movimentos globais de placas. Em seu modelo, as plumas do manto - que se manifestam por pontos quentes na superfície - foram consideradas fixas no manto, e a Curva do Imperador Havaiano foi atribuída a uma simples mudança direcional do movimento da placa do Pacífico (Fig. 1). Mas seu modelo de placa com pontos de acesso fixos foi desafiado a partir da década de 1980.
Simulando a curva do imperador havaiano explica que a curva foi formada por mudanças tanto na direção das placas litosféricas quanto por algum movimento do ponto de acesso abaixo das placas. Crédito:T. Torsvik et al. (GFZ)
"Desde o final dos anos 1990, tornou-se claro que os hotspots não são totalmente fixos", diz Bernhard Steinberger da GFZ, um dos co-autores do artigo. Isso agora é geralmente aceito, ele adiciona, e os modelos de fluxo do manto prevêem que o hotspot havaiano se desviou lentamente para o sul. "Mas alguns estudos recentes argumentaram que o rápido movimento para o sul do hotspot antes de 47 Ma pode explicar a formação da curva sem exigir a mudança do movimento da placa do Pacífico", ele diz. "Tal cenário se tornou atraente porque a geologia das placas ao redor do Pacífico não mostra nenhuma evidência clara de uma mudança no movimento das placas do Pacífico."
O novo estudo mostra claramente porque isso simplesmente não funciona. Isso exigiria uma taxa irrealisticamente alta de movimento do ponto quente de cerca de 42 cm / ano, que seria muito mais rápida do que a velocidade média das placas tectônicas. Além disso, isso implicaria que a Cadeia do Imperador foi criada em apenas cinco milhões de anos e Detroit Seamount deveria ter apenas 52 milhões de anos (Fig. 2a). Esta previsão é obviamente falsificada pelas idades registradas da ilha de Detroit Seamount de cerca de 80 Ma (Fig. 1).
"Alternativamente, um movimento mais lento do ponto de acesso em direção ao WSW poderia explicar a geometria e as idades da cadeia do imperador ", diz Steinberger. Contudo, tal direção de movimento é inconsistente com os modelos de convecção do manto.
"Nosso artigo é um bom exemplo de como simulações muito simples de cinemática de placa e ponto de acesso podem ser usadas para explorar quais cenários geodinâmicos para a formação da Curva do Imperador Havaiano são possíveis, e quais não são ", diz Pavel Doubrovine da Universidade de Oslo, outro co-autor do artigo. "Não podemos evitar a conclusão de que a curvatura de 60 graus é causada predominantemente por uma mudança direcional no movimento da placa do Pacífico." Ainda, algum movimento da pluma para o sul é necessário (linha azul na Fig. 2b), caso contrário, a Cadeia do Imperador Havaiano seria cerca de 800 quilômetros mais curta.
"Explicando a geometria, comprimento e progressão de idade da Cadeia do Imperador Havaiano, requer ambos:a mudança na direção do movimento da placa e o movimento do ponto de acesso ", afirma Torsvik. "Se, depois de mais de duas décadas debatendo os cenários do membro final de mudança de movimento da placa versus desvio do ponto de acesso, os geofísicos serão capazes de concordar que nenhum dos dois é satisfatório - então podemos avançar e abordar uma questão mais interessante:o que realmente levou o movimento da placa do Pacífico a mudar cerca de 47 milhões de anos atrás? "Esperançosamente, não demorará mais 40 anos para obter uma resposta para isso, ele adiciona.
