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Ciência15/03/2022

Fontes termais revelam onde placas continentais colidem sob o Tibete

Na foto, uma fonte jorra continuamente água quase fervendo, uma de uma dúzia em um campo geotérmico de 4 hectares em Mangra, no sul do Tibete. A geoquímica do isótopo de hélio mostra que ela fica acima da borda norte da placa Indiana, 80 quilômetros abaixo, onde a Índia está empurrando a crosta asiática para construir o Himalaia e o Planalto do Tibete. Crédito: Ping Zhao

15/03/22 - 09h48min - Atualizado em 15/03/22 - 09h48min

No exemplo clássico de formação de montanhas, as placas continentais Indiana e Asiática colidiram – e continuam a colidir hoje – para formar as maiores e mais altas estruturas geológicas do mundo: as montanhas do Himalaia e o Planalto do Tibete.

Apesar da importância dessas formações, que influenciam o clima global por meio da circulação atmosférica e das monções sazonais, especialistas propuseram teorias contraditórias sobre como as placas tectônicas abaixo da superfície criaram os gigantes icônicos. Agora, usando dados geoquímicos de 225 fontes termais, os cientistas mapearam a fronteira entre as placas continentais Indiana e Asiática, lançando luz sobre os processos que ocorrem nas profundezas. As descobertas, que têm implicações para a formação mineral, aparecem em artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

“O principal debate entre os geólogos é se a colisão continental se parece ou não com uma colisão oceânica”, disse o autor sênior do estudo Simon Klemperer, professor de geofísica da Escola de Ciências da Terra, Energia e Ambientais da Universidade Stanford (Stanford Earth). “Como há muito poucas medições, a sismologia não estava nos dando a resposta – é por isso que aceitei a geoquímica como uma maneira totalmente diferente de medir as coisas.”

Assinaturas diferentes

Klemperer passou a maior parte de uma década viajando para o Tibete e a Índia a fim de coletar amostras para apoiar sua teoria de que os produtos químicos borbulhando na superfície poderiam ser usados ​​para entender o que está acontecendo 80 quilômetros abaixo. Ele e seus colegas rastrearam fontes geotérmicas remotas por centenas de quilômetros através das montanhas e do planalto – aproximadamente a distância do Canadá ao México, no oeste dos EUA.

Usando o gás nobre hélio, que não reage com outros produtos químicos, os autores do estudo determinaram quais nascentes se originaram de cada placa continental. Uma assinatura de isótopo de hélio revelou quando o gás veio do manto quente – a placa Asiática – enquanto uma assinatura diferente indicou a placa Indiana, muito mais fria. A pesquisa mostra que a placa mais fria só é detectada no sul, abaixo do Himalaia, enquanto mais ao norte, a Índia não está mais tocando o Tibete acima dela – está separada do Tibete por uma cunha de manto quente. Os resultados indicam que uma antiga teoria de que a placa Indiana fica plana abaixo do Tibete não é mais sustentável.

“É incrível que agora tenhamos esse limite notavelmente bem definido com apenas alguns quilômetros de largura na superfície acima de um limite de placa com 100 quilômetros de profundidade”, disse Klemperer.

Subducção versus colisão

Na subducção oceânica, o material no subsolo é reciclado no manto da Terra quando a placa mais fria e mais pesada mergulha sob uma placa continental e afunda. O processo ocorre em zonas como o Anel de Fogo, conhecido por terremotos frequentes e vulcões ativos.

Na colisão continental, os pesquisadores levantaram a hipótese de que a subducção da crosta oceânica arrastou os dois continentes para mais perto até colidirem, fechando a zona de subducção para que ocorresse a formação de montanhas. Essa evidência da fronteira continental abaixo do Tibete introduz a possibilidade de que a crosta continental esteja liberando fluidos e derretendo – assim como aconteceria na subducção oceânica.

“Isso diz que não devemos olhar para a colisão continental e a subducção oceânica como duas coisas diferentes – devemos olhar para elas como a mesma coisa com sabores um pouco diferentes porque, geometricamente, elas parecem iguais”, disse Klemperer.

Mudança do mar tectônico

Na década de 1960, a teoria das placas tectônicas revolucionou as ciências da Terra, explicando como as placas geológicas se separam e se chocam, causando a formação de montanhas, erupções vulcânicas e terremotos. Mas os pesquisadores entendem pouco sobre por que as placas se movem dessa maneira.

Klemperer disse que as novas descobertas adicionam um importante elemento de compreensão, com potenciais ramificações sobre o que controla a convecção que impulsiona as placas tectônicas. Mesmo sendo uma colisão continental, a placa Indiana mergulhando no manto ajuda a controlar o padrão de convecção – muda a maneira como entendemos como os elementos e os tipos de rochas são distribuídos e redistribuídos na Terra, disse ele.

O estudo se baseia em pesquisas anteriores nas quais Klemperer e seus colegas capturaram imagens da zona de colisão do Himalaia usando dados sísmicos e descobriram que, à medida que a placa tectônica Indiana se move do sul, a parte mais espessa e mais forte da placa mergulha sob o planalto tibetano e causa aberturas na placa Indiana. Essas lágrimas estavam no mesmo local que os fluxos de hélio nas fontes termais.

“Estamos vendo os mesmos processos através dessas lentes diferentes e temos que descobrir como juntá-los”, acrescentou Klemperer.

Implicações minerais

Desde que os espanhóis conquistaram a América do Sul em busca de ouro, as civilizações conhecem ricas jazidas minerais em lugares como a cordilheira dos Andes, que fazem parte do Anel de Fogo. O sul do Tibete também foi recentemente reconhecido como uma província rica em minerais, com depósitos de ouro, cobre, chumbo, zinco e outros, que são difíceis de explicar usando apenas os antigos modelos de colisão continental.

“Os maiores depósitos de cobre ocorrem em granitos que são produzidos pela fusão da cunha do manto quente – isso não deveria acontecer em colisão continental se parece com o modelo antigo, mas sabemos que aconteceu porque temos todos esses minerais no Tibete, disse Klemperer. “Nosso trabalho nos fala sobre a tectônica em grande escala da colisão continental e sugere que podemos esperar ver o mesmo tipo de depósitos minerais em ambientes de colisão continental como ambientes de subducção oceânica.”

Como a única colisão continental ativa em nosso planeta, o Himalaia e o Tibete também oferecem um vislumbre de como outras cadeias de montanhas se formaram no passado e podem se formar no futuro.

“A Austrália está apenas começando a colidir com a placa da Indonésia – essa é a colisão continental começando a acontecer”, disse Klemperer. “O Tibete é o tipo de exemplo a ser resolvido e esperamos que seja um análogo para todos os outros lugares sobre como isso acontece na Terra.”

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