Pesquisadores propõem novo passo na compressão tectônica que transforma o fundo do mar em montanhas
A abertura e o fechamento da Bacia de Rocas Verdes, uma bacia de arco traseiro na Patagônia, conforme descrito por pesquisadores da Universidade do Texas em Austin em estudo publicado na Geology. Os painéis B e C ilustram o processo de fechamento da bacia, no qual uma porção subjacente da crosta oceânica é empurrada para uma câmara magmática (B) e se rompe à frente da crosta continental (C). Os dois últimos painéis (C e D) mostram a placa oceânica e a placa continental colidindo – comprimindo a bacia na Cordilheira dos Andes da Patagónia que vemos hoje. Crédito:Fernando Rey e outros Os cientistas usam minúsculos minerais chamados zircões como cronometristas geológicos. Muitas vezes não maiores que um grão de areia, estes cristais registam assinaturas químicas do ambiente geológico onde se formaram. Num novo estudo liderado por cientistas da Universidade do Texas em Austin, os investigadores usaram-nos para descrever o que poderia ser um passo negligenciado num processo tectónico fundamental que transforma o fundo do mar em montanhas.
Em um estudo publicado na revista Geology , os pesquisadores descrevem zircões da Cordilheira dos Andes, na Patagônia. Embora os zircões tenham se formado quando as placas tectônicas colidiram, eles têm uma assinatura química associada ao momento em que as placas se separaram.
Os investigadores pensam que a assinatura inesperada pode ser explicada pela mecânica das placas tectónicas subjacentes que ainda não foram descritas noutros modelos. Esta etapa que falta envolve uma espécie de suco geológico em uma câmara de magma onde os zircões se formam antes de atingirem a superfície, com a crosta oceânica entrando na câmara antes da crosta continental.
“Se você colocar alguma bacia oceânica abaixo deste magma, você terá uma mudança na composição deste magma à medida que ele é incorporado”, disse o principal autor do estudo, Fernando Rey, estudante de doutorado na Escola de Geociências da UT Jackson. "Isso é algo que não foi documentado antes deste estudo."
Fernando Rey, doutorando na Escola de Geociências da Universidade do Texas em Austin Jackson, posando com a formação Lower Zapata no Parque Nacional Torres del Paine, Chile. Crédito:Jacqueline Epperson.
Esta teoria da mistura de magma oceânico é importante porque pode representar um passo de transição na formação de bacias de arco posterior – uma importante estrutura geológica que molda paisagens, registros geológicos e ajuda a regular o clima do planeta.
Estas bacias formam-se entre as placas tectónicas oceânicas e continentais, abrindo-se à medida que as placas se afastam e fechando-se à medida que se juntam novamente. Embora a abertura da bacia crie a crosta oceânica, o seu fechamento comprime a crosta em montanhas - trazendo um registro geológico da história da Terra para a superfície, onde os humanos podem acessá-lo mais facilmente, disse o co-autor Matt Malkowski, professor assistente da Jackson School's. Departamento de Ciências da Terra e Planetárias. Além do mais, o desgaste da crosta oceânica é um dos principais impulsionadores do armazenamento natural de dióxido de carbono.
"Esta é a maneira que a Terra usa para sequestrar carbono. Muito eficaz por si só, mas pode levar centenas de milhares, senão milhões de anos", disse Malkowski.
Malkowski coletou os zircões examinados no estudo a partir de amostras de rochas e sedimentos em um campo na Patagônia. As amostras capturaram todo o registro da bacia do arco posterior, chamada Bacia das Rocas Verdes, desde a abertura até o fechamento.
Quando Rey começou a analisar as assinaturas químicas dos zircões, a princípio nada parecia fora do lugar. Os zircões associados a uma bacia de abertura tiveram a assinatura esperada. No entanto, quando ele começou a examinar os zircões associados ao fechamento da bacia, a assinatura não sofreu a mudança química esperada - conhecida pelos cientistas como "pull down" devido à forma como os dados que traçam as proporções de isótopos passam de um aumento constante para uma queda. abaixo.
Quando essa assinatura descendente só apareceu 200 milhões de anos mais tarde, aparecendo em zircões que se formaram há 30 milhões de anos, quando a bacia já estava na fase de encerramento, Rey e os seus colaboradores levantaram a hipótese de um cenário que poderia ajudar a explicar os dados.
Jacqueline Epperson, estudante de doutorado na Universidade do Texas em Austin, posando perto de uma dobra de propagação de falhas nos afloramentos da formação Lower Zapata no Parque Nacional Torres del Paine, Chile. Crédito:Fernando Rey
Em seu artigo, eles propõem um modelo em que as mesmas forças tectônicas que comprimem a crosta oceânica em montanhas poderiam estar empurrando partes dessa crosta e empurrando-a em direção à câmara magmática onde os zircões são formados – influenciando as assinaturas químicas registradas nos cristais durante o processo. estágios iniciais e intermediários de fechamento. À medida que os continentes continuam a se comprimir, a crosta oceânica é eventualmente substituída pela crosta continental, a fonte do sinal suspenso.
Os investigadores pensam que esta fase de transição em que os zircões são sugados pela crosta oceânica pode fazer parte de bacias de arco traseiro em todo o mundo. Mas há uma boa razão para que isto não tenha sido observado antes, disse Rey. A maioria das bacias de arco posterior fecham mais rápido do que a Patagônia – em alguns milhões de anos, em vez de dezenas de milhões de anos – o que significa uma janela de tempo mais curta durante a qual esses zircões podem se formar.
Agora que os cientistas descobriram este sinal de zircão na Patagónia, podem começar a procurar sinais dele em zircões de outros lugares. Rey está atualmente analisando zircões do Mar do Japão – uma moderna bacia de arco posterior que está nos estágios iniciais de fechamento – para ver se há sinais de crosta oceânica influenciando a assinatura do zircão.
Esta pesquisa se soma a um registro de descobertas sobre bacias de arco traseiro na UT Austin, disse Malkowski. O professor Ian Dalziel é o autor de um conhecido livro Nature artigo de 1974 que primeiro reconheceu a formação dos Andes da Patagônia devido ao fechamento da bacia do arco posterior.
“Aqui estamos, 50 anos depois, e ainda estamos aprendendo coisas novas sobre essas rochas”, disse Malkowski.
