Uma bolha maciça de material sob a África pode estar contribuindo para a elevação da superfície do continente.

Uma visão 3D da bolha no manto da Terra abaixo da África, mostrada em vermelho, amarelo e laranja. O ciano representa o limite núcleo-manto, o azul significa a superfície e o cinza transparente indica os continentes. Crédito da imagem: Mingming Li/ASU

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Nas profundezas do manto da Terra, existem duas bolhas gigantes. Uma fica sob a África, enquanto a outra fica quase exatamente em frente a primeira, sob o Oceano Pacífico. Mas essas duas bolhas não são iguais. 

Novas pesquisas descobrem que a bolha sob a África se estende muito mais perto da superfície, e é mais instável, do que a bolha sob o Pacífico. Essa diferença pode ajudar a explicar por que a crosta sob a África foi levantada e por que o continente viu tantas grandes erupções de supervulcões ao longo de centenas de milhões de anos.

"Essa instabilidade pode ter muitas implicações para a placa tectônica da superfície, e também terremotos e erupções supervulcânicas", disse Qian Yuan, um associado de pós-graduação em geologia da Universidade Estadual do Arizona (ASU), que liderou a pesquisa. 

Um par de bolhas

As bolhas do manto são conhecidas como "grandes províncias de baixa velocidade de onda de cisalhamento", ou LLSVPs. Isso significa que quando as ondas sísmicas geradas por terremotos viajam através dessas zonas do manto profundo, as ondas diminuem. Essa desaceleração indica que há algo diferente no manto neste local, como densidade ou temperatura, ou ambos. 

Os cientistas não sabem ao certo por que as bolhas do manto existem. Existem duas hipóteses populares, disse Yuan. Uma é que elas são compostas de acúmulos de crosta que foram subduzidos da superfície da Terra para o interior do manto. Outra é que elas são os restos de um oceano de magma que pode ter existido no manto inferior durante o início da história da Terra. À medida que esse oceano de magma esfriou e cristalizou, pode ter deixado para trás áreas mais densas que o resto do manto.

Estudos anteriores sugeriram que essas duas bolhas podem não ter sido criados iguais, disse Yuan, mas nenhuma dessas pesquisas usou conjuntos de dados globais que poderiam facilmente comparar as duas. Ele e seu orientador, o professor assistente de geodinâmica da ASU, Mingming Li, examinaram 17 conjuntos de dados de ondas sísmicas globais para determinar a altura de cada bolha. 

Eles descobriram que a bolha africana se estende cerca de 1.000 quilômetros acima da bolha do Pacífico. Essa é uma diferença de aproximadamente 113 Montes Everest. No total, a bolha do Pacífico se estende de 700 a 800 km para cima a partir do limite entre o núcleo e o manto. A bolha africana se estende para cima cerca de 1.600 a 1.800 km.  

Instabilidade blobular

Os pesquisadores então usaram modelagem computacional para descobrir quais características das bolhas poderiam explicar essas diferenças. As mais importantes, descobriram eles, eram a densidade das próprias bolhas e a viscosidade do manto circundante. A viscosidade refere-se à facilidade com que as rochas do manto podem ser deformadas. 

Para a bolha africana ser muito mais alta que a bolha do Pacífico, ela deve ser muito menos densa, de acordo com Yuan. "Por ser menos densa, é instável", disse ele. 

A bolha africana ainda está longe da crosta terrestre, o manto tem 2.900 km de espessura no total, mas a instabilidade dessa estrutura profunda pode ter implicações para a superfície do planeta. LLSVPs podem ser uma fonte de plumas quentes de material do manto que sobem. Essas plumas, por sua vez, podem causar erupções de supervulcões, agitações tectônicas e possivelmente até rupturas continentais, disse Yuan. 

A bolha africana "está muito próxima da superfície, então existe a possibilidade de que uma grande pluma do manto possa surgir da bolha africana e possa levar a mais elevação da superfície e terremotos e erupções de supervulcões", disse Yuan.

Esses processos ocorrem ao longo de muitos milhões de anos e estão em andamento na África. Parece haver uma conexão entre a bolha africana e grandes erupções, disse Yuan. Um artigo de 2010 publicado na revista Nature descobriu que nos últimos 320 milhões de anos, 80% dos kimberlitos, ou enormes erupções de rocha do manto que trazem diamantes para a superfície, ocorreram logo acima da fronteira da bolha africana.  

Yuan e Li publicaram suas descobertas em 10 de março na revista Nature Geoscience. Eles agora estão trabalhando em pesquisas sobre as origens das bolhas. Embora essas descobertas ainda não tenham sido publicadas em um periódico revisado por pares, os pesquisadores apresentaram os resultados na 52ª Conferência de Ciências Lunares e Planetárias em março de 2021; essa pesquisa sugeriu que as bolhas podem ser remanescentes do objeto do tamanho de um planeta que colidiu com a Terra cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, formando a lua.

Mais informações:

“Instabilidade da grande província africana de velocidade de onda de baixo cisalhamento devido à sua baixa densidade intrínseca” por Qian Yuan e Mingming Li, 10 de março de 2022, Nature Geoscience. DOI: 10.1038/s41561-022-00908-3

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Referência:

PAPPAS, Stephanie. 2 giant blobs in Earth's mantle may explain Africa's weird geology. Live Science, 12, mar. 2022. Disponível em: <https://www.livescience.com/mantle-blobs-under-earth>. Acesso em: 12, mar. 2022.