Diagrama esquemático mostrando a geometria de uma zona de subducção típica e a produção de vulcões de arco. Crédito:Xiaotao Yang
Entre os sismólogos, a geologia da costa rica em terremotos e vulcões do Alasca, das Ilhas Aleutas ao sudeste, é fascinante, mas não é bem compreendido. Agora, com ferramentas mais sofisticadas do que antes, uma equipe da Universidade de Massachusetts Amherst relata novos detalhes inesperados sobre as placas tectônicas da área e suas relações com os vulcões.
Placas tectônicas - o movimento subterrâneo constante de plataformas continentais e oceânicas, é frequentemente caracterizado por "zonas de subducção" onde as placas se chocam, um geralmente deslizando sob o outro. Muitas são regiões propensas a terremotos e vulcões.
O autor principal Xiaotao Yang diz:"Por muito tempo, toda a região central do Alasca foi pensada para ter uma placa de subducção simples. O que descobrimos é que na verdade existem duas lajes de subducção principais. É uma surpresa vermos diferenças entre essas duas placas e os materiais associados do manto. "No geral, Yang diz que a nova pesquisa mostra, "há muito mais sutilezas e variações que não tínhamos visto antes."
Yang, que fez este trabalho na UMass Amherst com o co-autor Haiying Gao, agora faz parte do corpo docente da Purdue University. Escrevendo no Journal of Geophysical Research:Solid Earth , eles apontam que o Alasca central é "um lugar ideal para investigar a segmentação da subducção e sua correlação com a distribuição do vulcão" porque "não está claramente entendido o que controla a distribuição dos vulcões de arco".
Yang diz que seu estudo destaca o quão complexa pode ser uma zona de subducção e como essa complexidade pode controlar a distribuição do vulcão. Também ajuda a esclarecer uma questão de longa data na sismologia:o que determina se os vulcões estão presentes e se eles estão em um arco linear, ou em clusters. Yang diz que depende em parte se as rochas no fundo do manto acima da laje subductiva derretem em magma, e como o magma é armazenado na crosta.
Para suas investigações, Yang e Gao usaram uma técnica de imagem sísmica poderosa que Yang diz ser semelhante a uma tomografia computadorizada médica da Terra. Com isso, eles construíram um modelo detalhado de velocidade sísmica da margem Aleutian-Alaska da crosta ao manto superior. A velocidade sísmica se refere à taxa na qual uma onda sísmica viaja através de um material como magma ou crosta. As ondas viajam mais lentamente através de baixa densidade, material de baixa velocidade em comparação com as rochas circundantes, por exemplo, ele diz.
O novo modelo dos pesquisadores revela múltiplas lajes descendentes, com várias velocidades sísmicas, espessuras e ângulos de mergulho, eles escrevem. Yang acrescenta, "Assim que examinamos os dois vulcões centrais do Alasca pela primeira vez de uma forma realmente precisa, o que vemos é um sistema de subducção muito mais complicado do que conhecíamos antes. Esta nova informação sobre a complexidade nos ajuda a entender a distribuição dos vulcões no Alasca. É tudo mais complicado do que as ferramentas podiam nos mostrar antes, " ele adiciona.
Suas descobertas ajudam a explicar por que há uma quebra no arco de vulcões chamado de Denali Volcanic Gap, Yang diz. Abaixo está uma região em forma de cunha de material de alta velocidade sísmica acima da placa de subducção, mas abaixo do manto. É relativamente frio e seco, sem derreter, o que explica por que não há vulcão na região.
Modelos esquemáticos que ilustram o magmatismo diverso ao longo da zona de subducção do Alasca nas principais áreas vulcânicas e na fenda vulcânica de Denali. Os modelos são baseados nas principais observações sísmicas do nosso modelo de velocidade, correspondendo aos perfis de velocidade vertical. Esta figura foi modificada da Figura 11 no artigo publicado, fornecido pelo autor. Crédito:Xiaotao Yang
Por contraste, o aglomerado de vulcões no Campo Vulcânico de Wrangell não tem a mesma assinatura, ele adiciona. Os vulcões Wrangell têm material de velocidade sísmica distintamente baixa na crosta. É um reservatório de magma bastante grande que pode explicar por que eles estão em um aglomerado em vez de um arco, Yang diz, embora "o fato de estar lá ajude a explicar de onde veio o magma das erupções anteriores".
Este estudo foi possível graças à matriz de sensores sísmicos da National Science Foundation (NSF) no Alasca, parte de seu programa EarthScope Transportable Array (http://www.usarray.org), Notas de Yang. Seu co-autor Gao teve financiamento inicial da UMass Amherst e uma bolsa da NSF CAREER. Eles também usaram recursos computacionais no Massachusetts Green High Performance Computing Center em Holyoke.
Yang diz que seu trabalho contribui para a compreensão dos sismólogos da distribuição do vulcão nas Cascades, no noroeste do Pacífico, América do Sul e Pacífico sul. Ele espera fazer um acompanhamento com análises mais detalhadas dos reservatórios de magma na crosta, como os vulcões são alimentados e, particularmente, se os vulcões das Aleutas têm magma na crosta.
