Novas simulações da astenosfera da Terra descobriram que o ciclo convectivo e o fluxo impulsionado pela pressão podem às vezes fazer com que a camada mais fluida do manto do planeta se mova ainda mais rápido do que as placas tectônicas que a rodam.

Essa é uma conclusão de um novo estudo realizado por geofísicos da Rice University que modelaram o fluxo na camada de manto de 160 quilômetros de espessura que começa na base das placas tectônicas da Terra, ou litosfera.

O estudo, que está disponível online no jornal Cartas da Terra e da Ciência Planetária , aponta para uma questão muito debatida em geofísica:o que impulsiona o movimento das placas tectônicas da Terra, as 57 placas entrelaçadas da litosfera que escorregam, moer e bater uns contra os outros em uma dança sísmica que causa terremotos, constrói continentes e remodela gradualmente a superfície do planeta a cada poucos milhões de anos?

"As placas tectônicas flutuam no topo da astenosfera, e a principal teoria nos últimos 40 anos é que a litosfera se move independentemente da astenosfera, e a astenosfera só se move porque as placas a estão arrastando, "disse o aluno de pós-graduação Alana Semple, co-autor principal do novo estudo. "As observações detalhadas da astenosfera de um grupo de pesquisa de Lamont trouxeram uma imagem mais matizada e sugeriram, entre outras coisas, que a astenosfera tem uma velocidade constante em seu centro, mas está mudando as velocidades em seu topo e base, e que às vezes parece fluir em uma direção diferente da litosfera. "

A modelagem computacional realizada em Rice oferece uma estrutura teórica que pode explicar essas observações intrigantes, disse Adrian Lenardic, um co-autor do estudo e professor da Terra, ciências ambientais e planetárias na Rice.

"Mostramos como essas situações podem ocorrer por meio de uma combinação de fluxo dirigido por placa e pressão na astenosfera, "ele disse." A chave era perceber que uma teoria desenvolvida pelo ex-pós-doutorando de Rice Tobias Höink tinha o potencial de explicar as observações de Lamont se uma representação mais precisa da viscosidade da astenosfera fosse permitida. As simulações numéricas do Alana incorporaram esse tipo de viscosidade e mostraram que o modelo modificado poderia explicar as novas observações. No processo, isso ofereceu uma nova maneira de pensar sobre a relação entre a litosfera e a astenosfera. "

Embora a astenosfera seja feita de rocha, está sob intensa pressão que pode fazer com que seu conteúdo flua.

"A convecção térmica no manto da Terra gera variações dinâmicas de pressão, "Semple disse." A fraqueza da astenosfera, em relação às placas tectônicas acima, permite responder de forma diferente às variações de pressão. Nossos modelos mostram como isso pode levar a velocidades da astenosfera que excedem as das placas acima. Os modelos também mostram como o fluxo na astenosfera pode ser compensado daquele das placas, em linha com as observações do grupo Lamont "

A litosfera oceânica é formada nas dorsais meso-oceânicas e flui em direção a zonas de subducção onde uma placa tectônica desliza sob a outra. No processo, a litosfera esfria e o calor do interior da Terra é transferido para sua superfície. A subdução recicla o material litosférico mais frio para o manto, e as correntes de resfriamento fluem de volta para o interior profundo.

O modelo 3-D de Semple simula esse ciclo convectivo e a astenosfera. Ela creditou ao Center for Research Computing (CRC) de Rice por sua ajuda na execução de simulações - algumas das quais levaram até seis semanas - no supercomputador DAVinCI de Rice.

Semple disse que as simulações mostram como o ciclo convectivo e o fluxo acionado por pressão podem conduzir o movimento tectônico.

"Nosso artigo sugere que o fluxo impulsionado pela pressão na astenosfera pode contribuir para o movimento das placas tectônicas arrastando as placas junto com ele, "disse ela." Uma contribuição notável vem de 'slab-pull, 'um processo impulsionado pela gravidade que puxa as placas em direção às zonas de subducção. A tração da laje ainda pode ser o processo dominante que move as placas, mas nossos modelos mostram que o fluxo da astenosfera fornece uma contribuição mais significativa para o movimento da placa do que se pensava anteriormente. "