p Quando uma nuvem quente de rocha sobe através do manto da Terra para perfurar a crosta sobreposta, pode criar não apenas uma ilha oceânica vulcânica, mas também uma ondulação no fundo do oceano com centenas a milhares de quilômetros de extensão. Com o tempo, a ilha é carregada pela placa tectônica subjacente, e a pluma salta outra ilha em seu lugar. Ao longo de milhões de anos, este ponto geológico pode produzir uma cadeia de ilhas à direita, em que a vida pode florescer temporariamente antes que as ilhas afundem, um por um, de volta ao mar. p A Terra está repleta de dezenas de pontos de acesso, incluindo aquelas que produziram as cadeias de ilhas do Havaí e das Galápagos. Embora o processo pelo qual as ilhas vulcânicas se formam é semelhante de cadeia a cadeia, o tempo que qualquer ilha passa acima do nível do mar pode variar amplamente, de alguns milhões de anos no caso das Galápagos a mais de 20 milhões nas Ilhas Canárias. A idade de uma ilha pode determinar a vida e as paisagens que nela evoluem. No entanto, os mecanismos que definem a vida útil de uma ilha são amplamente desconhecidos.

p Agora, os cientistas do MIT têm uma ideia sobre os processos que determinam a idade de uma ilha vulcânica. Em um artigo publicado hoje em Avanços da Ciência , eles relatam uma análise de 14 grandes cadeias de ilhas vulcânicas em todo o mundo. Eles descobriram que a idade de uma ilha está relacionada a dois fatores geológicos principais:a velocidade da placa subjacente e o tamanho do swell gerado pela pluma do hotspot.

p Por exemplo, se uma ilha está em uma placa que se move rapidamente, é provável que tenha uma vida útil curta, a não ser que, como é o caso do Havaí, também foi criado por uma grande pluma. A pluma que deu origem às ilhas havaianas está entre as maiores da Terra, e enquanto a placa do Pacífico em que o Havaí se senta é relativamente rápida em comparação com outras placas oceânicas, leva um tempo considerável para a placa deslizar sobre a expansão expansiva da pluma.

p Os pesquisadores descobriram que essa interação entre a velocidade tectônica e o tamanho da pluma explica por que as ilhas havaianas persistem acima do nível do mar por milhões de anos a mais do que as ilhas Galápagos mais antigas. que também se assentam em placas que viajam a uma velocidade semelhante, mas sobre uma pluma muito menor. Por comparação, as Ilhas Canárias, entre as cadeias de ilhas mais antigas do mundo, sente-se na lenta placa do Atlântico e sobre uma pluma relativamente grande.

p "Essas cadeias de ilhas são dinâmicas, laboratórios insulares nos quais os biólogos há muito se concentram, "diz a ex-estudante de pós-graduação do MIT Kimberly Huppert, o principal autor do estudo. "Mas, além dos estudos sobre cadeias individuais, não há muitos trabalhos que os relacionem aos processos da Terra sólida, quilômetros abaixo da superfície. "

p "Você pode imaginar todos esses organismos vivendo em uma espécie de esteira feita de ilhas, como trampolins, e eles estão evoluindo, divergindo, migrando para novas ilhas, e as velhas ilhas estão se afogando, "acrescenta Taylor Perron, chefe associado do Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias. "O que Kim mostrou é, há um mecanismo geofísico que controla a velocidade com que essa esteira está se movendo e quanto tempo as cadeias de ilhas duram antes de cair no final. "

p Huppert e Perron são co-autores do estudo com Leigh Royden, professor de terra, ciências atmosféricas e planetárias no MIT.

p Afundando um maçarico

p O novo estudo é parte do trabalho de tese do MIT de Huppert, em que ela olhou principalmente para a evolução das paisagens em cadeias de ilhas vulcânicas, as ilhas havaianas em particular. Ao estudar os processos que contribuem para a erosão da ilha, ela desenterrou uma controvérsia na literatura sobre os processos que fazem com que o fundo do mar inche ao redor das ilhas de pontos críticos.

p "A ideia era, se você aquecer parte do fundo do prato, você pode fazer com que ele suba muito rápido apenas pelo aumento térmico, basicamente como um maçarico sob a placa, "Royden diz.

p Se esta ideia estiver correta, então pelo mesmo token, o resfriamento da placa aquecida deve fazer com que o fundo do mar diminua e as ilhas eventualmente afundem de volta ao oceano. Mas ao estudar as idades das ilhas submersas em cadeias de pontos de acesso ao redor do mundo, Huppert descobriu que as ilhas se afogam em uma taxa mais rápida do que qualquer mecanismo de resfriamento natural poderia explicar.

p "Portanto, a maior parte dessa elevação e afundamento não pode ter sido causada pelo aquecimento e pelo resfriamento, "Royden diz." Tinha que ser outra coisa. "

p A observação de Huppert inspirou o grupo a comparar as principais cadeias de ilhas vulcânicas na esperança de identificar os mecanismos de elevação e afundamento da ilha - que são provavelmente os mesmos processos que definem a vida útil de uma ilha, ou tempo acima do nível do mar.

p Evolução, em uma esteira

p Em sua análise, os pesquisadores analisaram 14 cadeias de ilhas vulcânicas em todo o mundo, incluindo o havaiano, Galápagos, e Ilhas Canárias. Para cada cadeia de ilhas, eles notaram a direção na qual a placa tectônica subjacente estava se movendo e mediram a velocidade média da placa em relação ao ponto quente. Eles então mediram, na direção de cada cadeia de ilhas, a distância entre o início e o fim do swell, ou elevação na crosta, criado pela pluma subjacente. Para cada cadeia de ilhas, eles dividiram a distância do swell pela velocidade da placa para chegar a um número que representa o tempo médio que uma ilha vulcânica deve passar no topo do swell da pluma - o que deve determinar quanto tempo uma ilha permanece acima do nível do mar antes de afundar no oceano.

p Quando os pesquisadores compararam seus cálculos com as idades reais de cada ilha em cada uma das 14 cadeias, incluindo ilhas que há muito afundaram abaixo do nível do mar, eles encontraram uma forte correlação entre o tempo gasto no topo do swell e a quantidade típica de tempo que as ilhas permanecem acima do nível do mar. A longevidade de uma ilha vulcânica, eles concluíram, depende de uma combinação da velocidade da placa subjacente e do tamanho da pluma, ou inchaço que ele cria.

p Huppert diz que os processos que definem a idade de uma ilha podem ajudar os cientistas a entender melhor a biodiversidade e como a vida parece diferente de uma cadeia de ilhas para outra.

p "Se uma ilha fica muito tempo acima do nível do mar, que fornece um longo tempo para a especiação acontecer, "Huppert diz." Mas se você tem uma cadeia de ilhas onde você tem ilhas que se afogam em um ritmo mais rápido, então afetará a capacidade da fauna de irradiar para as ilhas vizinhas, e como essas ilhas são povoadas. "

p Os pesquisadores postulam que, em algum sentido, temos que agradecer a interação da velocidade tectônica e do tamanho da pluma por nossa compreensão moderna da evolução.

p "Você está olhando para um processo na Terra sólida que está contribuindo para o fato de que Galápagos é uma esteira que se move muito rápido, com ilhas se movendo muito rapidamente, com não muito tempo para erodir, e este foi o sistema que levou as pessoas a descobrirem a evolução, "Royden observa." Então, de certa forma, esse processo realmente preparou o palco para os humanos descobrirem do que se tratava a evolução, fazendo isso neste microcosmo. Se não houvesse esse processo, e as Galápagos não estavam naquele curto tempo de residência, quem sabe quanto tempo levaria para as pessoas descobrirem. " p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.