Embora não possamos vê-lo em ação, a Terra está constantemente produzindo novas terras. Isso ocorre nas zonas de subducção, onde as placas tectônicas se esmagam umas contra as outras e, no processo, aram cadeias de vulcões por onde o magma pode subir. Parte desse magma não é expelido, mas, em vez disso, se mistura e se transforma logo abaixo da superfície. Em seguida, ele se cristaliza como uma nova crosta continental, na forma de uma cordilheira.

Os cientistas pensaram que as cadeias de montanhas da Terra são formadas por meio desse processo ao longo de muitos milhões de anos. Mas os geólogos do MIT descobriram agora que o planeta pode gerar novas terras muito mais rapidamente do que se pensava.

Em artigo publicado na revista Geologia , a equipe mostra que partes da cordilheira de Sierra Nevada, na Califórnia, aumentaram surpreendentemente rápido, em um período de apenas 1,39 milhão de anos - mais de duas vezes mais rápido do que o esperado para a região. Os pesquisadores atribuem a rápida formação de terra a uma erupção maciça de magma.

"O que é realmente empolgante sobre nossas descobertas é, com a nova geocronologia de alta precisão, conseguimos datar a rapidez com que esse processo de formação de crosta aconteceu, e mostramos que este grande volume de nova crosta foi colocado em uma taxa extremamente rápida, "diz o autor principal do estudo, Benjamin Klein Ph.D. 19, que realizou a pesquisa como estudante de graduação no Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias (EAPS). "Foi uma espécie de instante. Foi um pouco mais de 1 milhão de anos, mas em tempos geológicos, foi super rápido. "

Os co-autores de Klein são o professor associado Oliver Jagoutz e o cientista pesquisador Jahandar Ramezani, ambos no EAPS.

Uma seção transversal completa

A cordilheira de Sierra Nevada é o produto da colisão de duas placas tectônicas:a placa norte-americana que se move para o oeste e o que na época era a placa de Farallon, que aterrou lentamente sob a placa norte-americana, eventualmente deslizando inteiramente para o manto da Terra.

Cerca de 100 milhões de anos atrás, como ambas as placas colidiram, eles criaram primeiro uma cadeia de vulcões, em seguida, uma imponente cordilheira que hoje é a Sierra Nevada.

"O que é hoje a costa oeste dos Estados Unidos provavelmente parecia, naquela época, como os Andes hoje, com grandes elevações e uma cadeia de grandes vulcões, "Diz Klein.

Para seu estudo, os pesquisadores se concentraram em uma característica geológica em Sierra Nevada conhecida como uma suíte intrusiva - um grande volume de rocha que se formou originalmente nas profundezas do interior da Terra. Uma vez cristalizado, as rochas formam um novo, coluna vertical da crosta continental.

Eles se concentraram em particular na suíte intrusiva Bear Valley, uma formação única na medida em que representa os vestígios da nova crosta continental que hoje está exposta na superfície, como um trecho de granito de 40 milhas. Essas rochas, que hoje se encontra horizontalmente ao longo da cordilheira, originalmente formado como uma coluna vertical. Hora extra, esta torre da nova crosta continental erodiu, alongamento e inclinação em sua configuração horizontal atual.

"O Bear Valley Intrusive Suite nos dá uma seção transversal completa de como eram esses sistemas de encanamento de magma subjacentes a grandes vulcões, onde normalmente teríamos um instantâneo limitado, "Klein diz." Isso nos permite pensar muito mais completamente sobre a rapidez com que uma nova crosta estava sendo construída. "

Um limite de velocidade para nova crosta

A equipe coletou amostras de rochas em uma região do Batólito de Sierra Nevada e as trouxe de volta ao MIT para analisar sua composição. Eles foram capazes de determinar a idade de nove amostras, usando geocronologia de urânio-chumbo, uma técnica de datação de alta precisão desenvolvida pelo falecido Professor Emérito Sam Bowring do MIT. De cada amostra, os pesquisadores isolaram grãos individuais de zircão, um mineral comum em rochas que contém urânio e algum chumbo, a proporção que os cientistas podem medir para obter uma estimativa da idade da rocha.

A partir de suas análises, Klein e seus colegas descobriram que a idade de todas as nove amostras abrangia um intervalo surpreendentemente curto, de apenas 1,39 milhão de anos. A equipe calculou uma estimativa da quantidade de magma que deve ter se cristalizado para formar a nova crosta que as amostras representam. Eles descobriram que cerca de 250 quilômetros cúbicos de magma provavelmente surgiram do interior da Terra e se transformaram em uma nova crosta - em apenas 1,39 milhão de anos.

"Isso é cerca de duas vezes e meia mais rápido do que as estimativas anteriores para a formação da crosta nas Sierras, o que é uma grande diferença, "Diz Klein." Isso nos dá um limite máximo de velocidade para a rapidez com que essas coisas podem realmente acontecer. "

Klein diz que dada a velocidade desta nova formação de crosta, a causa provável foi uma erupção de magma, ou explosão repentina de atividade magmática.

"Todo o batólito foi construído em quase 200 milhões de anos, mas sabemos que durante esse período de tempo, houve períodos em que era altamente ativo e períodos que eram mais silenciosos, com menos material novo adicionado, "Diz Klein." O que conseguimos mostrar nesta área foi que, pelo menos localmente, a taxa na qual o magma foi trazido é muito mais rápida do que as taxas médias que foram documentadas nas Sierras. "

Os geólogos pensaram que as erupções de magma ocorrem como resultado de uma atividade incomum na Terra, como placas tectônicas colidindo repentinamente em um ritmo mais rápido. De acordo com tudo o que os pesquisadores documentaram sobre o Bear Valley Intrusive Suite, Contudo, nenhuma atividade desse tipo ocorreu no momento em que a cordilheira se formou.

"Não há um gatilho óbvio, "Diz Klein." O sistema está funcionando bem, e então vemos esta grande explosão de magma. Portanto, isso desafia algumas noções básicas no campo, e deve informar como as pessoas pensam sobre a rapidez com que essas coisas podem estar acontecendo hoje, em lugares como os Andes ou os vulcões no Japão. "