Crédito:Ewing. Autor fornecido
Na década de 1970, os cientistas tiveram uma ideia revolucionária sobre como funciona o interior profundo da Terra. Eles propuseram que está girando lentamente como uma lâmpada de lava, com bolhas flutuantes subindo como plumas de rocha do manto quente próximo ao centro da Terra, onde as rochas são tão quentes que se movem como um fluido.
De acordo com a teoria, conforme essas plumas se aproximam da superfície, elas começam a derreter, desencadeando erupções vulcânicas massivas. Mas as evidências da existência de tais plumas mostraram-se ilusórias e os geólogos praticamente rejeitaram a ideia.
No entanto, em um artigo publicado hoje, agora podemos fornecer essa evidência. Nossos resultados mostram que a Nova Zelândia fica sobre os restos de uma antiga e gigante pluma vulcânica. Mostramos como esse processo causa atividade vulcânica e desempenha um papel fundamental no funcionamento do planeta.
Vibrações incomuns
Cerca de 120 milhões de anos atrás - durante a época dos dinossauros no período Cretáceo - vastas erupções vulcânicas sob o oceano criaram um planalto subaquático do tamanho da Índia. Hora extra, foi quebrado pelos movimentos das placas tectônicas. Um fragmento agora está abaixo da Nova Zelândia e forma o Planalto Hikurangi.
Medimos a velocidade das ondas de pressão sísmica - efetivamente ondas sonoras - e como elas viajam pelas rochas do manto abaixo do planalto de Hikurangi. Essas vibrações foram desencadeadas por terremotos ou explosões deliberadas e atingiram velocidades de 9 quilômetros por segundo.
Este mapa do sudoeste do Pacífico e da Nova Zelândia mostra os fragmentos dispersos de um planalto oceânico outrora gigante. As setas vermelhas mostram as direções de expansão do fundo do mar. Linhas pretas retas mostram as áreas medidas em nosso estudo. Crédito:Simon Lamb
São bem conhecidas essas ondas, conhecido como ondas P, viajar no manto superior da Terra a uma velocidade incrivelmente constante:cerca de 8,1 km por segundo (cerca de 30, 000km por hora). Mesmo pequenos desvios dessa velocidade constante revelam informações importantes sobre o estado das rochas do manto.
Desde o final dos anos 1970, velocidades rápidas das ondas P (8,7-9,0 km / s) foram relatadas a partir de uma profundidade de cerca de 30 km sob a Ilha do Norte oriental da Nova Zelândia. As vibrações sísmicas registradas nestes dados iniciais estavam viajando apenas em uma direção através de uma pequena parte do manto, e o significado da alta velocidade não era claro.
Nossos novos dados são muito mais extensos, de um grande experimento sísmico em 2012 que abrangeu o sul da Ilha do Norte e regiões offshore, incluindo o planalto Hikurangi.
Mostra que a velocidade das ondas P atingiu 9km / s, independentemente da direção horizontal em que viajaram. Mas uma análise cuidadosa das vibrações desencadeadas por terremotos profundos mostrou velocidades anormalmente baixas para vibrações que viajam na direção vertical.
Isso revela informações cruciais sobre como as rochas do manto foram esticadas ou comprimidas pelas enormes forças dentro da Terra, e isso confirma a existência das plumas elusivas.
Simulações de computador de uma nuvem de rocha quente flutuante no manto da Terra subindo em direção à superfície a partir do limite núcleo-manto. Nas fases posteriores, a cabeça da pluma entra em colapso sob a gravidade para formar uma forma de panqueca. Crédito:James Moore
Uma panqueca sísmica
O padrão de velocidades sísmicas que observamos requer que as rochas do manto sob o planalto de Hikurangi tenham sido esticadas e comprimidas da mesma maneira que se produz uma forma de panqueca achatando uma bola de borracha.
Quando realizamos simulações de computador de plumas ascendentes no manto, descobrimos que eles reproduziam exatamente esse padrão de achatamento de panqueca, à medida que a ponta em forma de cogumelo da pluma se espalha para os lados e desmorona perto da superfície.
Também observamos dados de experimentos sísmicos por equipes internacionais em outros planaltos oceânicos na região sudoeste do Pacífico. Notavelmente, os planaltos Manihiki e Ontong-Java mostraram o mesmo padrão que observamos abaixo do planalto Hikurangi. As ondas P viajaram nas mesmas altas velocidades, independentemente da direção horizontal, mas em velocidades significativamente mais lentas na direção vertical.
Esta reconstrução de planaltos oceânicos há 120 milhões de anos mostra como eles se encaixaram acima da cabeça em forma de panqueca de uma superpluma. Crédito:Simon Lamb, Autor fornecido
Reconstruindo uma superpluma antiga
Os principais planaltos oceânicos do sudoeste do Pacífico estão agora dispersos, mas sabemos como eles se encaixavam, cerca de 120 milhões de anos atrás. Eles formaram uma região coberta por uma espessa camada de rocha vulcânica, milhares de quilômetros de diâmetro.
Nossa análise mostra que toda essa região fica acima da única ponta de uma pluma gigante - uma superpluma - que derreteu para produzir explosões maciças de lava em um período geologicamente breve de alguns milhões de anos.
A Sibéria é o único outro lugar na Terra onde esse padrão de velocidades das ondas P foi observado no manto superior. E acontece que este também foi o cenário de erupções vulcânicas generalizadas há cerca de 250 milhões de anos, pensado para ser causado pelo surgimento de uma superpluma.
Esta atividade vulcânica pode ter mudado o clima da Terra e desencadeado uma extinção em massa que afetou a evolução da vida.
A Nova Zelândia e algumas ilhas espalhadas no sudoeste do Pacífico estão empoleiradas nos restos do que já foi uma força geológica imensamente poderosa. Não sabemos se esse processo ainda está em andamento hoje, mas nossa nova técnica sísmica para encontrar esses restos de superpluma pode nos ajudar a descobrir mais - fornecendo mais informações sobre as muitas conexões entre o interior profundo de nosso planeta e o que acontece na superfície.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original. 
