O centro quente e pegajoso da Terra e sua casca externa fria e dura são responsáveis pelo movimento rastejante (e às vezes catastrófico) das placas tectônicas. Mas agora novas pesquisas revelam um equilíbrio intrigante de poder - o manto escorrendo cria supercontinentes enquanto a crosta os separa.
Para chegar a essa conclusão sobre o processo da tectônica de placas, os cientistas criaram um novo modelo de computador da Terra, com a crosta e o manto considerados como um sistema contínuo. Com o tempo, cerca de 60% do movimento tectônico na superfície deste planeta virtual foi impulsionado por forças bastante rasas - nas primeiras 100 milhas da superfície. A convecção profunda e agitada do manto levou o resto. O manto se tornou particularmente importante quando os continentes foram unidos para formar supercontinentes, enquanto as forças rasas dominaram quando os supercontinentes se separaram no modelo.
Essa "Terra virtual" é o primeiro modelo de computador que "vê" a crosta e o manto como um sistema dinâmico e interconectado, relataram os pesquisadores em 30 de outubro na revista Science Advances. Anteriormente, os pesquisadores faziam modelos de convecção acionada pelo calor no manto que correspondiam muito bem às observações do manto real, mas não imitavam a crosta. E os modelos das placas tectônicas na crosta podiam prever observações do mundo real de como essas placas se movem, mas não combinavam bem com as observações do manto. Claramente, algo estava faltando na maneira como os modelos colocam os dois sistemas juntos.
"Os modelos de convecção eram bons para o manto, mas não as placas, e as placas tectônicas eram boas para as placas, mas não o manto", disse Nicolas Coltice, professor da escola de pós-graduação Ecole Normale Supérieure, parte da Universidade PSL em Paris. "E toda a história por trás da evolução do sistema é o feedback entre os dois."
Crosta mais manto
Todo modelo de escola primária do interior da Terra mostra uma fina camada de crosta sobre a camada quente e deformável do manto. Esse modelo simplificado pode dar a impressão de que a crosta está simplesmente surfando no manto, sendo movida desta e daquela maneira pelas correntes inexplicáveis abaixo.
Mas isso não está certo. Os cientistas da Terra sabem há muito tempo que a crosta e o manto fazem parte do mesmo sistema; eles estão inevitavelmente ligados. Esse entendimento levantou a questão de saber se forças na superfície - como a subducção de um pedaço de crosta sob outro - ou forças profundas no manto estão impulsionando principalmente o movimento das placas que compõem a crosta. A resposta, Coltice e seus colegas descobriram, é que a pergunta é mal colocada. Isso ocorre porque as duas camadas estão tão entrelaçadas que ambas contribuem.
Nas últimas duas décadas, Coltice disse à Live Science, os pesquisadores vêm trabalhando em modelos de computador que podem representar as interações crosta-manto de maneira realista. No início dos anos 2000, alguns cientistas desenvolveram modelos de movimento acionado pelo calor (convecção) no manto, que naturalmente deram origem a algo que parecia superfície tectônica de placas. Mas esses modelos eram trabalhosos e não recebiam muito trabalho de acompanhamento, disse Coltice.
Coltice e seus colegas trabalharam por oito anos em sua nova versão dos modelos. Apenas a execução da simulação levou 9 meses.
Construindo um modelo Terra
Coltice e sua equipe tiveram que primeiro criar uma Terra virtual, completa com parâmetros realistas: tudo, desde fluxo de calor até o tamanho de placas tectônicas, até o tempo que normalmente leva para os supercontinentes se formarem e se separarem.
Há muitas maneiras pelas quais o modelo não é um imitador perfeito da Terra, disse Coltice. Por exemplo, o programa não acompanha a deformação anterior das rochas, portanto as rochas que se deformaram antes não são propensas a se deformar mais facilmente no futuro em seu modelo, como pode ser o caso na vida real. Mas o modelo ainda produzia um planeta virtual de aparência realista, completo com zonas de subducção, deriva continental e cordilheiras e trincheiras oceânicas.
Além de mostrar que as forças do manto dominam quando os continentes se juntam, os pesquisadores descobriram que colunas quentes de magma chamadas plumas do manto não são a principal razão pela qual os continentes se separam. As zonas de subducção, onde um pedaço de crosta é forçado sob outro, são os motores do colapso continental, disse Coltice. Plumas de manto entram em cena mais tarde. As plumas ascendentes pré-existentes podem atingir rochas superficiais que foram enfraquecidas pelas forças criadas nas zonas de subducção. Eles então se insinuam nesses pontos mais fracos, tornando mais provável que o supercontinente se desloque nesse local.
O próximo passo, disse Coltice, é unir o modelo e o mundo real com observações. No futuro, ele disse, o modelo pode ser usado para explorar tudo, desde os principais eventos do vulcanismo, como os limites das placas se formam e como o manto se move em relação à rotação da Terra.
