An ancient, deep, and ultra-depleted mantle domain beneath the northern Atlantic Ocean
Este estudo identifica um domínio de manto antigo e ultra-empobrecido sob o norte do Oceano Atlântico, caracterizado pela extração de fundido de alto grau em grandes profundidades, o qual os autores propõem representar resíduos preservados de plumas mantélicas antigas que contribuem para a estrutura composicional de grande escala da Terra.
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Profundamente abaixo da superfície da Terra, jaz um oceano de rocha em agitação, mais quente que a superfície do sol, mas sólida o suficiente para carregar os continentes em suas costas. Este é o manto, uma camada que tem se separado lentamente em diferentes famílias químicas ao longo de bilhões de anos. À medida que o planeta esfriava e se diferenciava, ele empurrava materiais mais leves para cima para formar a crosta sobre a qual caminhamos, deixando para trás um resíduo mais pesado e mais exaurido nas profundezas. Por décadas, os cientistas souberam que este manto restante não é uniforme. Eles mapearam uma divisão ampla: o manto sob o Oceano Pacífico tende a ser quimicamente "empobrecido", significando que já entregou grande parte de seus ingredientes fáceis de derreter, enquanto o manto sob a África e o Oceano Índico é "enriquecido", retendo mais desses componentes voláteis. Mas uma peça crucial do quebra-cabeça permanecia faltando. Embora o lado enriquecido fosse bem estudado, a natureza e a origem dos bolsões mais extremos e mais exauridos do manto permaneciam um mistério.
Um novo estudo de Feng Xu e colegas finalmente localizou um desses bolsões extremos, revelando um vasto e antigo domínio escondido sob o norte do Oceano Atlântico. Ao analisar as impressões digitais químicas de rochas trazidas à superfície por vulcões e dorsais oceânicas, os pesquisadores identificaram uma região que é muito mais empobrecida do que qualquer coisa vista anteriormente. Este não é apenas um patch de rocha ligeiramente cansado; é um domínio ultra-empobrecido, um lugar onde o manto foi destituído de seus minerais de forma extrema. A equipe descobriu que as rochas desta região carregam uma assinatura química única, especificamente na forma como seus isótopos de háfnio e neodímio se comportam, o que as diferencia do manto empobrecido do Pacífico e do manto enriquecido do sul.
Para entender como isso aconteceu, os pesquisadores tiveram que olhar para trás no tempo. Eles construíram um modelo estatístico para simular como o manto derrete e muda ao longo de bilhões de anos. O trabalho deles sugere que as rochas ultra-empobrecidas sob o norte do Atlântico foram formadas por um evento de fusão massivo e de alta temperatura que ocorreu há pelo menos 800 milhões de anos. Crucialmente, essa fusão ocorreu muito mais profundamente do que a fusão normal que ocorre nas dorsais oceânicas hoje. Provavelmente ocorreu na presença de uma gigante pluma mantélica, uma coluna de rocha quente subindo do interior profundo da Terra, que destituiu o manto de seus minerais tão minuciosamente que a rocha restante tornou-se incrivelmente leve e flutuante.
O estudo descarta explicitamente várias outras possibilidades para a origem dessas rochas. Os pesquisadores argumentam que este domínio não foi formado pelos processos normais de fusão rasa que criam o manto empobrecido do Pacífico, nem foi simplesmente um resultado da fragmentação de continentes ou da reciclagem da crosta superficial. A evidência química mostra que as rochas do norte do Atlântico são distintas das formadas durante a abertura da bacia oceânica nos últimos 55 milhões de anos. Em vez disso, os dados apontam para uma história muito mais antiga. O modelo indica que, após esse antigo evento de fusão profunda, esses blocos ultra-empobrecidos afundaram para o manto inferior, onde permaneceram preservados por centenas de milhões de anos.
A história de como essas rochas retornaram à superfície é tão dramática quanto sua formação. O estudo propõe que, durante os últimos 50 milhões de anos, novas plumas mantélicas subiram do interior profundo da Terra, especificamente sob a Islândia e os Açores. À medida que essas plumas subiam, elas recolhiam os antigos blocos ultra-empobrecidos que aguardavam no manto inferior. Esses fragmentos antigos foram então transportados para cima e erupcionaram como lava, trazendo a história do tempo profundo da Terra para a superfície. Esta descoberta altera nossa compreensão da estrutura interna do planeta, sugerindo que o manto não é apenas uma mistura de materiais superficiais reciclados e resíduos padrão, mas um arquivo complexo contendo domínios antigos e profundos que sobreviveram por quase um bilhão de anos. A presença desses componentes ultra-empobrecidos ajuda a explicar por que algumas regiões vulcânicas possuem assinaturas químicas tão incomuns e sugere que o interior profundo da Terra guarda remanescentes de sua história mais antiga e violenta, esperando para ser trazida à luz.
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