Um enigma de longa data na geologia é como uma placa tectônica pode quebrar a casca dura da Terra e começar a mergulhar sob outra no processo conhecido como subducção.
Agora, um novo estudo descreve como uma pequena ruptura em uma placa tectônica foi espremida e puxada ao longo de milhões de anos até se abrir e colocar em movimento um processo geológico descontrolado. O estudo, de uma zona de subducção emergente na Nova Zelândia, acaba de ser publicado na revista Nature Geoscience .

"Agora sabemos como a subducção se originou e com que rapidez está crescendo", disse o principal autor Brandon Shuck. "Isso é importante saber porque a subducção é o principal motor das placas tectônicas. Ela constrói montanhas, forma novos oceanos e conduz o ciclo químico das profundezas da terra até a atmosfera." Shuck fez o trabalho para sua tese de doutorado na Jackson School of Geosciences da Universidade do Texas; ele é agora um cientista de pesquisa de pós-doutorado no Observatório da Terra Lamont-Doherty da Universidade de Columbia.

Acredita-se que a Terra seja o único planeta do Sistema Solar a sofrer subducção, que é a chave para o ciclo de carbono que torna a vida possível aqui. “Acreditamos que a subducção nem sempre aconteceu na Terra, então entender como [ela] se inicia hoje é um passo crítico para entender como nosso mundo acabou se tornando um planeta habitável”, disse o coautor do estudo Harm Van Avendonk, pesquisador sênior. na Universidade do Texas.

A pesquisa começou em 2018 a bordo do navio de pesquisa de Lamont-Doherty, Marcus G. Langseth, na Nova Zelândia, onde Shuck e seus companheiros enfrentaram semanas de mau tempo para coletar imagens sísmicas detalhadas do fundo do mar.

Em terra, Shuck comparou as imagens com amostras de rochas de outras expedições oceânicas. Isso forneceu uma linha do tempo geológica para reconstruir uma placa de descompactação. De acordo com sua reconstrução, uma pequena ruptura apareceu na placa australiana há cerca de 16 milhões de anos, que cresceu lentamente à medida que colidiu com outras placas tectônicas. Quando a ruptura foi descompactada o suficiente, a porção mais pesada da placa rompeu a casca rochosa da Terra (conhecida como litosfera), colocando-a em um transportador descendente que continuou nos últimos 8 milhões de anos. Hoje, a nova margem de subducção é de cerca de 300 milhas de comprimento.

"Isso é muito pequeno na escala da tectônica global", disse Shuck. "Mas vai continuar crescendo até a Antártida." ele previu. “Uma vez tão grande, com mais de 1.600 quilômetros de comprimento, pode mudar o movimento das placas tectônicas vizinhas”.

Por enquanto, o único sinal na superfície é um punhado de vulcões perto da Ilha Sul da Nova Zelândia. A maioria surgiu nos últimos cem mil anos. Eles provavelmente crescerão em uma cadeia vulcânica mais longa à medida que a divisão se espalhar para o sul no futuro, disse Shuck.

O estudo de Shuck reconcilia duas ideias opostas sobre como a subducção começa:com o vai e vem gradual de placas batendo umas contra as outras, ou placas caindo espontânea e rapidamente sob seu próprio peso. A nova pesquisa sugere que, às vezes, as duas ideias podem fazer parte da equação.

"O trabalho mostra que, em vez disso, pode haver vários cenários impulsionando o início da subducção", disse Fabio Crameri, um geofísico suíço que escreveu um Nature Geoscience comentários que acompanham o estudo. “Mesmo que o mesmo cenário não seja verdadeiro para todas as zonas de subducção, seu modelo desafia nossos sistemas atuais para classificar o início da zona de subducção e destaca a necessidade de modelagem 4D”.