O mecanismo de formação das montanhas Adirondack no interior do estado de Nova York há muito representa um mistério geológico, dizem pesquisadores de sismologia da vizinha Universidade de Massachusetts Amherst. Alguns foram propostos, mas até recentemente as ferramentas para avaliá-los não existiam, dizem o pós-doutorado Xiaotao Yang e o professor assistente Haiying Gao.

Agora, usando um método de imagem sísmica avançado e dados disponíveis apenas nos últimos cinco anos, eles construíram um modelo detalhado da placa tectônica - a crosta e o manto rígido superior da litosfera sob o nordeste dos Estados Unidos - até cerca de 62 milhas (100 km), em que descobriram um "travesseiro" de baixa densidade, material de rocha relativamente leve. Eles dizem que uma coluna deste material mais leve parece ter se espremido sob os Adirondacks, possivelmente expandido pelo calor, para formar as montanhas em forma de cúpula.

"Pela primeira vez, temos algumas evidências diretas de estruturas abaixo das montanhas Adirondack, e mostramos que esse recurso e um período anterior de elevação estão conectados a uma escala muito maior, situação regional, "Yang diz.

“Propomos que os processos geológicos desencadearam o fluxo dessa densidade mais baixa, material de baixa velocidade relativamente leve e flutuante de um grande reservatório em uma fratura ou um espaço vazio e se acumulou lá em uma coluna e foi levantado. Também pode ter sido expandido quente e termicamente. "Detalhes aparecem no jornal American Geophysical Union, Cartas de pesquisa geofísica .

Uma maneira que os pesquisadores podem diferenciar este travesseiro e coluna de material anômalo é medindo a velocidade das ondas sísmicas que viajam pela Terra, Yang explica. "As ondas sísmicas viajam mais lentamente através da baixa densidade, material de baixa velocidade em comparação com as rochas circundantes. "

Ele e Gao mapearam este material de baixa velocidade em cerca de 31 a 52 milhas (50-85 km) abaixo das montanhas Adirondack. "Esses recursos de baixa velocidade podem ter resultado do aumento da astenosfera, uma camada fraca abaixo da litosfera, "observam os pesquisadores." A força ascendente do fluxo ascendente da astenosfera, junto com possível expansão térmica, pode ter fornecido o mecanismo que formou as montanhas Adirondack. "

A questão de como diferentes montanhas se formaram existe há muitos anos, Yang diz, e para recursos muito grandes, como o 1, Cordilheira dos Apalaches de 500 milhas, processos de colisão de limite de placa tectônica são relativamente bem compreendidos. Mas para montanhas que se encontram inteiramente dentro de uma placa tectônica razoavelmente estável, conhecidas como montanhas intercratônicas, mecanismos de elevação que não estão relacionados com limites, são menos claros.

“Queremos saber mais sobre a formação desse tipo de montanha, "Yang diz." Antes deste estudo, suspeitamos que a placa está sendo empurrada de baixo para formar uma cúpula, mas não havia nenhuma evidência a favor ou contra esta ideia. "

Para este trabalho, ele e Gao usaram dados do programa EarthScope da National Science Foundation, uma matriz portátil de sismômetros implantados em todos os EUA e movidos sistematicamente do oeste para o leste ao longo de vários anos nos 48 estados do Baixo. Os dados no nordeste dos EUA estão disponíveis publicamente desde 2013. Antes do EarthScope, coletar esses dados foi "acertar ou errar, "Yang diz, porque os sismômetros foram distribuídos de forma desigual e esparsa.

"EarthScope forneceu uma cobertura de dados muito mais precisa, "acrescenta." Foi uma oportunidade realmente única para nos permitir realizar este estudo, não só por causa da densidade das estações, mas eles foram distribuídos uniformemente, o que nos deu uma compreensão mais 3-D dos recursos. Para obter uma imagem mais clara, exploramos uma técnica avançada, envolvendo simulação de ondas sísmicas propagando-se na Terra 3-D. "

"Em vez de usar ondas de terremoto, nossa técnica extrai ondas sísmicas de ruídos de fundo entre cada duas estações, aproveitando as estações sísmicas densamente distribuídas. Você também precisa encontrar uma maneira de lidar com o processo de uma grande quantidade de dados, "acrescenta. Para isso, eles usaram o Massachusetts Green High Performance Computing Center em Holyoke, Massachusetts.

Com base em suas observações, ele e Gao agora acreditam que entre 90 e 120 milhões de anos atrás, a placa tectônica sob o nordeste dos EUA estava passando por um "ponto quente geológico, "que agora está sob o oceano Atlântico ocidental, na costa de Massachusetts, conhecido como montes submarinos da Nova Inglaterra. Alguns estudos sugerem que a região da Nova Inglaterra era animadora naquela época, que pode ter resultado do aquecimento do ponto quente. As atividades de pontos quentes também podem ter contribuído com calor para os processos de formação das Montanhas Adirondack.

Além do financiamento da NSF e do programa EarthScope da NSF, este trabalho foi apoiado por financiamento inicial de UMass Amherst para o laboratório de sismologia de Gao.