Convecção do manto ligada ao fechamento do canal marítimo que transformou os padrões de circulação oceanográfica da Terra
Reconstruções paleogeográficas ao longo do Cenozóico (últimos 66 milhões de anos) e seções transversais de anomalias de densidade do manto. A linha superior em cada painel direito mostra a topografia dinâmica, enquanto os triângulos indicam a mudança em relação ao intervalo de tempo anterior e, portanto, mostram elevação e subsidência. As setas pretas mostram as velocidades do manto, enquanto a zona azul principal representa a subducção sob o Mar de Tétis e a laranja representa a elevação sob a Eurásia. Crédito:Straume et al. 2024. A deriva continental é um conceito familiar para muitos, referindo-se ao movimento dos continentes da Terra devido à mudança das placas tectônicas ao longo de milhões de anos, dividindo um supercontinente que se estende por todo o globo na configuração que vemos hoje. Paralelamente, registaram-se movimentos menores de massas terrestres que abriram vias marítimas, afectando os padrões de circulação oceânica e o clima.
Uma dessas ocorrências durante o Paleógeno (66 a ~23 milhões de anos atrás, Ma) levou a uma conexão oceânica do Oceano Neotethys, situado ao norte da Índia e da Austrália, com o Oceano Ártico polar. Esta significativa rota marítima oceânica rasa é conhecida como Rota Marítima da Sibéria Ocidental.
Os mecanismos pelos quais esta rota marítima se formou são o foco de uma nova pesquisa, publicada na
Earth and Planetary Science Letters . O Dr. evolução e as implicações paleoambientais disso.
Crédito:Dr. Straume Straume explica a importância deste projeto e o que inicialmente despertou o interesse da equipe na conexão:"Estou interessado na ligação entre a evolução topográfica e as mudanças climáticas, especialmente as consequências da abertura e fechamento de portais oceânicos estratégicos. "Explorar a ligação com as profundezas da Terra, o que fazemos aqui, é talvez o que mais me intrigou neste projeto. Ele destaca como algumas das interações postuladas entre o interior da Terra, a superfície sólida e o oceano/atmosfera estão se tornando cada vez mais acessíveis ao conhecimento quantitativo. exploração. "As descobertas deste artigo mostram que a dinâmica do interior da Terra pode ter influenciado a elevação da superfície em locais onde provavelmente contribuiu para mudanças na circulação oceânica, na biogeografia e no clima. As mudanças passadas na topografia e os mecanismos que causam tais mudanças são importante para compreender as mudanças climáticas em escalas de tempo geológicas (ao longo de milhões de anos)." Para fazer isso, o Dr. Straume digitalizou mapas paleogeográficos e outros dados disponíveis da Eurásia, Arábia e Norte da África para gerar modelos digitais de elevação da topografia passada, comparando-os com novos modelos de formação de topografia dinâmica durante o mesmo intervalo de tempo. Além disso, a equipe inseriu dados sedimentológicos de campo para restringir os limites da rota marítima da Sibéria Ocidental, bem como dados biológicos para indicar a migração de espécies através de massas de terra, significando assim quando a rota marítima estava aberta ou fechada. Explorando o processo com mais detalhes, o Dr. Straume revela como a equipe foi capaz de reconstruir a topografia em escalas de tempo geológicas:“Os mapas são digitalizados separadamente para cada uma das placas tectônicas que focamos neste estudo, com base em mapas Tectono-Sedimentares-Palinspásticos. e outros dados disponíveis. "Os contornos de cada unidade geológica foram desenhados manualmente, criando polígonos individuais para cada unidade para cada intervalo de tempo geológico. Posteriormente, atribuímos elevações às unidades, fundimos-as numa grelha que abrange a região de interesse e modelámos as mudanças entre os tempos onde não temos dados, os mapas são relativamente precisos em escalas maiores, no entanto, existem incertezas consideráveis a nível regional, tanto no tempo como no espaço, que tentamos minimizar considerando também outros dados e o cenário tectónico e geodinâmico." As reconstruções mostram que a Eurásia foi coberta por um mar raso no Eoceno (56-33,9 Ma), enquanto a Arábia também foi inundada por um mar epicontinental (interior) nesta época, até que emergiu para se tornar terrestre no Mioceno Superior (~11,6 Ma). A colisão da Eurásia e da Arábia levou ao fechamento do Tethys Seaway ~20 Ma, uma passagem profunda que ligava os oceanos Atlântico e Indo-Pacífico. Os padrões modernos de circulação oceânica decorrem deste encerramento, afetando a transferência de calor, nutrientes e massas de água dentro e através das bacias oceânicas, do equador aos pólos. “O fechamento do Tethys Seaway foi importante para a circulação oceânica no sentido de que limitou o transporte do Índico para o Oceano Atlântico, o que poderia influenciar a força da Circulação Meridional do Atlântico e, assim, impactar o clima globalmente”, diz o Dr. "Se não tivesse fechado, a abertura no Atlântico poderia ter sido mais fraca do que é hoje. Além disso, provavelmente teve algum impacto no desenvolvimento das monções asiáticas modernas. O fechamento também formou uma ponte de terra pela qual os mamíferos atravessaram, brincando um papel na sua dispersão biogeográfica pelo Norte de África, Arábia e Eurásia." Reconstruções paleogeográficas (terra em cinza, água em bege claro) durante o Eoceno (56 – 33,9 milhões de anos atrás) sobrepostas com anomalias topográficas dinâmicas negativas. O painel direito mostra a topografia das vias marítimas (Mar da Sibéria Ocidental e Estreito de Turgai) com mudanças de profundidade indicando abertura e fechamento durante o Cenozóico (últimos 66 milhões de anos). Crédito:Straume et al. 2024. Straume e colegas investigaram o papel da convecção do manto para explicar essas mudanças usando medições atuais de tomografia sísmica (imagem do interior da Terra usando ondas sísmicas de terremotos e explosões) e velocidades de movimentos de placas litosféricas. Estes foram então usados para “trabalhar de trás para frente” e determinar anomalias de densidade no manto ao longo do tempo, que poderiam estar ligadas à topografia dinâmica. A equipa de investigação sugere que existe um bom nível de confiança para reconstruções do manto ao longo do Cenozóico, mas isto diminui no tempo geológico e assim restringe o uso desta técnica ainda mais no éon Fanerozóico e além. Straume sugere:"O nível de confiança para as reconstruções do manto e a correspondente topografia paleodinâmica diminui rapidamente no tempo. É difícil fornecer uma medida quantitativa dessa incerteza, mas geralmente qualquer coisa antes de ~ 60 Ma não é muito confiável. O a densidade do manto torna-se mais estratificada e as velocidades de fluxo diminuem ainda mais no tempo. Além disso, as regiões que hoje experimentam ressurgência/pluma do manto ativa podem se tornar não confiáveis mais cedo porque a advecção para trás não leva em conta há quanto tempo isso está ativo. No entanto, os cientistas encontraram uma correlação distinta entre eventos topográficos dinâmicos e mudanças paleogeográficas na rota marítima da Sibéria Ocidental, bem como na Eurásia, com anomalias topográficas paleodinâmicas negativas em comparação com topografias dinâmicas modernas. Estima-se que o Mar da Sibéria Ocidental da Eurásia tenha sido até 800 m mais baixo durante o Eoceno em comparação com os dias atuais. Isto indica o papel que a convecção do manto pode ter desempenhado na transformação das paisagens marinhas e terrestres da Terra, com a ressurgência sob a Eurásia e a subducção sob o Mar de Tétis. Eles exploraram ainda mais o papel do eustacy, a mudança do nível do mar devido à elevação ou subsidência de terra, para explicar a abertura da rota marítima da Sibéria Ocidental, mas determinaram que isso não poderia ter agido sozinho para produzir a rota marítima. Compreender a abertura e o encerramento de antigas rotas marítimas é importante devido às implicações para a oceanografia e a dispersão biogeográfica de organismos tanto no oceano como através das massas terrestres. As mudanças nos padrões de circulação oceânica podem ter tido consequências significativas para o transporte de calor dos trópicos para os pólos durante um dos períodos mais quentes dos últimos 66 milhões de anos, o Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno, e uma via marítima aberta da Sibéria Ocidental poderia ter contribuído para esse transporte de calor na época. Mais informações: Eivind O. Straume et al, Impacto da convecção do manto e topografia dinâmica na paleogeografia Cenozóica da Eurásia Central e do Mar da Sibéria Ocidental, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI:10.1016/j.epsl.2024.118615 Informações do diário: Cartas da Terra e da Ciência Planetária © 2024 Science X Network