Plumas do manto explicam todos os montes submarinos

A cadeia das Ilhas Havaianas costuma parecer um exemplo perfeito de como a Terra funciona. Uma placa tectónica desliza lentamente sobre um ponto quente fixo, enterrado no manto, e os vulcões vão rompendo em sequência - os mais antigos ficam mais longe da fonte.

Esse esquema guiou a geologia por décadas - e descreve bem cerca de 50 cadeias vulcânicas conhecidas.

O problema é que existem mais de 40.000 montanhas submersas espalhadas pelo fundo do mar, e a narrativa do ponto quente explica quase nenhuma delas.

Milhares de montes submarinos sem explicação

Montes submarinos - picos submersos que se elevam a partir do assoalho oceânico sem nunca chegar à superfície - aparecem aos montes nas grandes bacias oceânicas.

Algumas dessas montanhas debaixo d’água formam alinhamentos longos e bem definidos. Outras surgem isoladas, distribuídas pelo leito marinho sem um padrão evidente.

Durante muito tempo, geólogos interpretaram cadeias famosas, como as Ilhas Havaianas, como o resultado de um ponto quente estacionário sob uma placa em movimento.

Só que essa explicação “arrumada” serve para apenas cerca de 50 cadeias, deixando milhares de picos solitários sem uma origem convincente.

Lijun Liu, professor da Academia Chinesa de Ciências (CAS), decidiu atacar essa lacuna.

A equipa dele reconstruiu no computador o movimento lento do interior do planeta ao longo de 270 milhões de anos e, a partir disso, observou onde os montes submarinos deveriam surgir.

Rocha quente subindo das profundezas

Por trás da ideia clássica de ponto quente existe um mecanismo específico.

Colunas de rocha extremamente aquecida - as chamadas plumas do manto - sobem de perto da fronteira núcleo-manto, a quase 2.900 km de profundidade, e derretem a base da placa que se desloca por cima.

Conforme a placa avança, a pluma permanece praticamente no mesmo lugar e “fura” a crosta repetidas vezes, criando um vulcão após o outro - com a mesma ordem de idades que se vê no alinhamento havaiano, em que os mais antigos ficam mais distantes do ponto quente.

Varreduras do interior da Terra por ondas sísmicas dão suporte a essas raízes profundas, ao rastrear plumas largas sob grandes pontos quentes num estudo.

A limitação é clara: isso explica apenas uma fração do vulcanismo no assoalho oceânico, porque a maioria dos montes submarinos dispersos não apresenta nenhuma sequência simples de idades.

Por décadas, a origem desses cones isolados alimentou debates e hipóteses concorrentes - sem um consenso.

Rebobinando a lenta convecção do interior da Terra

Para pôr fim à discussão, o grupo de Liu tratou o interior do planeta como um sistema que podia ser “rebobinado”.

Com um modelo de alta resolução de transporte de calor no manto, eles simularam, etapa por etapa, 270 milhões de anos de convecção lenta e turbulenta dentro de um computador.

Foi preciso muito poder de processamento. As contas foram executadas num dos supercomputadores mais rápidos da China, com resolução suficiente para acompanhar plumas individuais enquanto elas subiam, travavam e se espalhavam sob placas em movimento durante centenas de milhões de anos.

O resultado foi um mapa dinâmico do interior quente da Terra - e, o mais importante, um mapa que podia ser comparado com o fundo oceânico real.

As zonas quentes previstas pelo modelo coincidiram com idades e posições de cadeias de montes submarinos já conhecidas, retrocedendo até cerca de 100 milhões de anos atrás.

Calor remanescente continua gerando vulcões

A simulação mostrou o que a história “cadeia + ponto quente” deixava de fora. De acordo com o modelo, quando uma pluma toca pela primeira vez a face inferior de uma placa jovem,

ela não abre um único canal estreito. A cabeça larga da pluma se espalha e se acumula, derramando calor por uma área extensa da astenosfera - a camada mais plástica logo abaixo das placas.

No início da Placa do Pacífico, essas regiões aquecidas alimentaram surtos de vulcanismo sem qualquer ordem de idades. É o mesmo padrão disperso observado hoje num campo denso de montes submarinos no Pacífico Ocidental.

Em vez de um “caule” fino, o modelo aponta para um reservatório amplo de calor. E esse calor não desaparece quando os vulcões se formam. Na simulação, ele permaneceu na astenosfera por dezenas de milhões de anos, deslocando-se conforme o manto continuava a se mexer.

A equipa batizou essas áreas mornas de zonas de “produção” de montes submarinos, que continuam “cozinhando” pequenos vulcões muito depois de a pluma em si ter seguido adiante.

Um detalhe ajudou a amarrar o quadro: quanto mais quente era uma mancha remanescente no modelo, maior tendia a ser o monte submarino acima dela.

Trabalhos anteriores sobre vulcanismo disperso - como um artigo sobre ascensão profunda rica em água - não tinham estabelecido essa relação de forma clara.

Plumas se dividem em vários ramos

O modelo ainda acrescentou uma segunda virada. As plumas nem sempre sobem como colunas únicas. Em grandes profundezas, elas podem se bifurcar. Uma raiz se ramifica em várias partes, e cada uma pode alimentar a sua própria área de fusão na superfície.

Essa ramificação multiplica os pontos quentes e, por consequência, aumenta o número de cadeias possíveis de montes submarinos - algo que imagens sísmicas já sugeriam, com um estudo a mapear uma distribuição “em árvore” de plumas bem abaixo do oceano.

Mais plumas significam mais cadeias, sem necessidade de introduzir um mecanismo novo.

O envelhecimento da Placa do Pacífico completou a explicação. À medida que ela cresceu e derivou, passou por cima de “caules” de plumas que antes pertenciam a placas vizinhas, hoje em retração.

Essas caudas estreitas deixaram trilhas organizadas, com idades em sequência, enquanto o calor antigo acumulado seguia produzindo cones dispersos.

Uma resposta para cada monte submarino

Antes deste trabalho, havia uma explicação sólida para cadeias organizadas e um conjunto de palpites para praticamente todo o resto. Uma narrativa unificada nunca tinha se imposto.

A simulação reúne os dois cenários numa única história: todo monte submarino longe das bordas de placas - esteja ele alinhado em cadeia ou isolado - remonta a plumas profundas do manto.

Isso oferece aos geólogos um quadro único para testar contra o assoalho oceânico real, em vez de alternar teorias rivais a cada vulcão estranho. Também transforma as bacias oceânicas num registo de onde o calor profundo já se acumulou.

Os picos solitários espalhados pelo leito marinho, afinal, não eram aleatórios.

Eles são a assinatura em arrefecimento de plumas que se espalham, perdem força e deixam, ao longo de centenas de milhões de anos, um longo livro-caixa do “churn” profundo do planeta.