Detectamos pulsos profundos sob a África – o que aprendemos poderia nos ajudar a entender a atividade vulcânica

Os continentes da Terra podem parecer fixos em um globo, mas estão à deriva, dividindo e reformando mais de bilhões de anos – e ainda são. Nosso Novo estudo revela novas evidências de pulsos rítmicos de rocha derretida subindo sob a África Oriental, reformulando nossa compreensão de como os continentes se separam.

Nossas descobertas podem ajudar os cientistas a entender mais sobre atividade vulcânica e terremotos.

Existem por perto 1.300 vulcões ativos na superfície da Terra. Os vulcões ativos são aqueles que se pensam ter tido uma erupção nos últimos 12.000 anos ou mais. Desses vulcões, Mais de 90 mentir no Vale da Rift da África Oriental– A costura ao longo da qual a África está se separando. Esta costura fraca de crosta pode até permitir um Novo oceano para se formar nos próximos milhões de anos.

Embora a formação oceânica esteja acontecendo em todo o mundo e existe há vários bilhões de anos, existem poucos lugares na Terra onde você pode estudar diferentes estágios de rompimento continental ao mesmo tempo. Isso ocorre porque eles normalmente se tornam submerso sob água Como a crosta da terra thina, e a água do mar eventualmente inunda o Rift vale.

O vale do Rift é diferente. Há, em seu extremo norte (na Etiópia) um lugar chamado Afar, que fica no ponto de encontro de três brechas. Eles são chamados de fenda do Mar Vermelho, o Golfo de Aden Rift e a principal fenda etíope.

A fenda do Mar Vermelho tem se espalhado para o último 23 milhões de anose a principal brecha etíope para o último 11 milhões de anos. Há vulcões ativos nas três brecha. Em Afar, todas as três brecha são pelo menos parcialmente expostas, com a fenda do Mar Vermelho e a brecha etíope principal tendo mais exposição.

Rochas vulcânicas que eclodem quando a Terra Placas tectônicas A separação, forneça uma janela para a Terra Inside que, de outra forma, não seria acessível. Cada fluxo de lava e vulcão tem seu própria história Isso é registrado na rocha e podemos aprender sobre isso através da geoquímica – as concentrações dos elementos que compõem a rocha – e a mineralogia – os minerais dentro da rocha.

Analisar essas coisas pode nos dizer sobre a profundidade em que a rocha derretida se formou e aproximadamente onde no manto da Terra se formou. Em nosso novo estudo, analisamos mais de 130 novas amostras de lava, obtidas de o repositório rochoso Afar na Universidade de Pisa e nosso próprio trabalho de campo.

Utilizamos essas amostras para investigar as características do manto sob essa fenda, quando as placas tectônicas estão se separando. Essas amostras são de Holoceno Erupções (rochas com menos de 11,7 mil anos) de Afar e da Rift da África Oriental.

Desde a década de 1970, Os cientistas acreditaram que existe uma pluma de manto sob a região afar. Plumas do manto são uma porção do manto anormalmente quente (cerca de 1.450 ° C) ou composição incomum do manto (ou ambos) abaixo da superfície da Terra. Os cientistas acham que empurrou parte do manto para a superfície da Terra. Nosso estudo não apenas confirma a presença de uma pluma de manto nessa região, mas também fornece aos cientistas detalhes sobre suas características.

Descobrimos que a pluma do manto sob a região sobe sob as placas tectônicas nos pulsos, e os pulsos têm composições químicas ligeiramente diferentes.

Existem plumas de manto em todo o mundo. Eles podem ser identificados no registro geológico até então Vários bilhões de anos. Cada uma das plumas possui características diferentes – com sua própria composição e forma químicas únicas.

Uma pluma de manto ainda ativa hoje é a deitada abaixo das ilhas havaianas. Essas ilhas fazem parte da cadeia do imperador havaiano, formadas sobre o Últimos 80 milhões de anos ou maise ainda estão se formando hoje. As ilhas se originam da placa tectônica do Pacífico, movendo -se lentamente pelo topo de um pluma de mantofazer borbulhar lava, erupção e eventualmente solidificar como rocha.

Esta pluma derrete o manto da Terra e forma o magma, que por longos períodos resulta na formação de uma cadeia de ilhas ou quebra os continentes. Também pode formar vulcões ao longo de uma brecha na crosta terrestre, como vemos na África Oriental. A assinatura da pluma havaiana vem de duas composições químicas subindo pelo manto juntas como dois fios verticais.

Enquanto os cientistas há muito pensam que provavelmente há uma pluma embaixo de longe, O que parece é debatido.

Em nosso estudo, criamos vários cenários de como é a pluma e depois usamos a modelagem matemática para ver qual cenário de pluma se encaixa melhor nos dados da amostra. Usando essa abordagem orientada a dados, mostramos que o cenário mais provável é uma pluma singular que pulsa com diferentes composições químicas.

As três brecha em Afar estão se espalhando a taxas diferentes. A fenda do Mar Vermelho e o Golfo de Aden Rift estão se movendo mais rápido em cerca de 15 mm por ano (Essa é metade da taxa em que suas unhas crescem) em comparação com a principal movimentação da fenda etíope a cerca de 5 mm por ano. Deduzimos que os pulsos estão fluindo em diferentes velocidades ao longo da parte inferior esticada e mais fina das placas tectônicas.

Tudo isso nos mostra que o movimento das placas tectônicas pode ajudar a concentrar a atividade vulcânica em onde a placa é mais fina.

Esse achado tem implicações importantes para a maneira como interpretamos a atividade vulcânica e de terremoto. Pode indicar que o vulcanismo poderia ter mais probabilidade de ocorrer nas partes mais rápidas e mais finas da brecha, pois o fluxo sob reabastece o magma com mais frequência.

No entanto, as erupções aqui podem ser menos explosivas do que as brecha mais lenta. Isso se encaixa Observações Que erupções explosivas ocorrem com mais frequência na fenda etíope principal (que fica em uma parte mais espessa da placa e onde os vulcões são mais maduros), em comparação com a fenda do Mar Vermelho.

Nossa compreensão do vínculo entre as plumas continentais e o manto ainda está em sua infância, mas a pesquisa já está fornecendo informações sobre como as placas tectônicas afetam as plumas do manto e como isso pode ser registrado nos futuros pântanos da Terra.

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