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29 de fevereiro de 2024

Estruturas Profundas Imageadas Abaixo do Hawaii

Os geólogos estão obtendo as melhores imagens de uma pluma de rocha quente que emerge das profundezas do manto terrestre e serve de combustível para os vulcões das ilhas do Hawaii.
O estudo, liderado pelo geofísico Cecily Wolfe da Universidade do Hawaii em Manoa, na ilha de Honolulu, revela a estrutura da pluma localizada a 1500 Km de profundidade. Os críticos têm questionado nos anos recentes se essas plumas realmente existem.
“Esse é um experimento espetacular que está coletando com sucesso dados para colocar a teoria sobre as plumas em teste”, diz Wolfe. Os resultados são publicados essa semana na revista Science.
A hipótese das plumas, foi proposta primeiramente pelo geofísico Jason Morgan em 1971, fornecendo uma explicação, para os pontos quentes do Hawaii, Yellowstone e outras regiões que estão localizadas nas porções centrais das placas tectônicas. Modelos teóricos e estudos da temperatura da Terra e da composição química suportam essa idéia, porém medidas diretas das profundezas do manto ainda não existiam.
Então, em 1999, Wolfe e seus colegas, começaram a planejar um experimento sísmico com um custo de US$ 4.5 milhões, chamado Experimento da Pluma na Litosfera Derretida Suboceânica, ou em inglês, PLUME, com o objetivo de medir a velocidade das ondas sísmicas geradas pelos terremotos, usando sensores acoplados no assoalho oceânico ao redor do Hawaii. Pelo fato das ondas viajarem com menor velocidade em materiais mais quentes, os pesquisadores podem usar os dados para visualizar a estrutura da pluma. Em 2005, a equipe, espalhou 36 sismômetros  para o primeiro ano de medidas. No ano seguinte a rede de sismômetros foi aumentada.
A equipe de Wolfe, encontrou que a medida que a pluma emerge ela toma uma forma amassada a 200 Km abaixo da crosta terrestre, onde ela é derretida e se expande para níveis superiores por meio de fraturas. A equipe também identificou estruturas previstas por modelos computacionais, incluindo uma cortina fria nas bordas da pluma amassada e uma inclinação na pluma que é consistente com o movimento em direção noroeste da placa tectônica.
“Tecnicamente, essa é a maior realização”, disse o geofísico Guust Nolet do Laboratório Géoazur no Observatório da Côte d’Azur na França.
Em 2004, Nolet publicou um artigo científico onde era possível visualizar no mínimo meia dúzia de plumas no manto por meio de uma tomografia global, que integra dados sísmicos de todo o mundo, mas não possui a alta resolução do estudo de Wolfe. “Se as pessoas são objetivas”, diz ele sobre os novos dados, “não existem mais motivos para o cetisismo”.
De fato, existe no mínimo um céptico restante. O crítico de longa data da teoria das plumas Gillian Foulger, um geofísico da Universidade de Durham, no Reino Unido, continua sem se convencer. “O artigo atual sofre da obrigação de encontrar uma pluma, quando na realidade ele não pode”, diz ele.
Foulger diz, entre outras coisas, que a equipe de Wolfe lançou somente um conjunto de dados – de ondas cisalhantes – e não dados sobre a pressão das ondas. Por eles mesmo, disse Foulger, os dados de ondas cisalhantes poderiam ser interpretados como significado da mudança do manto abaixo do Hawaii, refletindo não uma pluma, mas variações na composição química.
Wolfe defende o seu artigo e diz que os dados sobre a pressão das ondas irão colaborar com os dados atuais. Dados similares estão chegando para equipe a partir de um grupo que está desenvolvendo estudos de sismologia em Yellowstone.
Em fevereiro de 2010, os dados do projeto PLUME se tornarão públicos e os pesquisadores poderão decidir se as plumas realmente existem. A aceitação dos resultados pelas pessoas é um processo que deve levar um tempo, diz Wolfe. “Eu estou otimista, mas em ciência você nunca sabe o que pode acontecer”.

Os geólogos estão obtendo as melhores imagens de uma pluma de rocha quente que emerge das profundezas do manto terrestre e serve de combustível para os vulcões das ilhas do Hawaii.

O estudo, liderado pelo geofísico Cecily Wolfe da Universidade do Hawaii em Manoa, na ilha de Honolulu, revela a estrutura da pluma localizada a 1500 Km de profundidade. Os críticos têm questionado nos anos recentes se essas plumas realmente existem.

“Esse é um experimento espetacular que está coletando com sucesso dados para colocar a teoria sobre as plumas em teste”, diz Wolfe. Os resultados são publicados essa semana na revista Science.

A hipótese das plumas, foi proposta primeiramente pelo geofísico Jason Morgan em 1971, fornecendo uma explicação, para os pontos quentes do Hawaii, Yellowstone e outras regiões que estão localizadas nas porções centrais das placas tectônicas. Modelos teóricos e estudos da temperatura da Terra e da composição química suportam essa idéia, porém medidas diretas das profundezas do manto ainda não existiam.

Então, em 1999, Wolfe e seus colegas, começaram a planejar um experimento sísmico com um custo de US$ 4.5 milhões, chamado Experimento da Pluma na Litosfera Derretida Suboceânica, ou em inglês, PLUME, com o objetivo de medir a velocidade das ondas sísmicas geradas pelos terremotos, usando sensores acoplados no assoalho oceânico ao redor do Hawaii. Pelo fato das ondas viajarem com menor velocidade em materiais mais quentes, os pesquisadores podem usar os dados para visualizar a estrutura da pluma. Em 2005, a equipe, espalhou 36 sismômetros  para o primeiro ano de medidas. No ano seguinte a rede de sismômetros foi aumentada.

A equipe de Wolfe, encontrou que a medida que a pluma emerge ela toma uma forma amassada a 200 Km abaixo da crosta terrestre, onde ela é derretida e se expande para níveis superiores por meio de fraturas. A equipe também identificou estruturas previstas por modelos computacionais, incluindo uma cortina fria nas bordas da pluma amassada e uma inclinação na pluma que é consistente com o movimento em direção noroeste da placa tectônica.

“Tecnicamente, essa é a maior realização”, disse o geofísico Guust Nolet do Laboratório Géoazur no Observatório da Côte d’Azur na França.

Em 2004, Nolet publicou um artigo científico onde era possível visualizar no mínimo meia dúzia de plumas no manto por meio de uma tomografia global, que integra dados sísmicos de todo o mundo, mas não possui a alta resolução do estudo de Wolfe. “Se as pessoas são objetivas”, diz ele sobre os novos dados, “não existem mais motivos para o cepticismo”.

De fato, existe no mínimo um céptico restante. O crítico de longa data da teoria das plumas Gillian Foulger, um geofísico da Universidade de Durham, no Reino Unido, continua sem se convencer. “O artigo atual sofre da obrigação de encontrar uma pluma, quando na realidade ele não pode”, diz ele.

Foulger diz, entre outras coisas, que a equipe de Wolfe lançou somente um conjunto de dados – de ondas cisalhantes – e não dados sobre a pressão das ondas. Por eles mesmo, disse Foulger, os dados de ondas cisalhantes poderiam ser interpretados como significado da mudança do manto abaixo do Hawaii, refletindo não uma pluma, mas variações na composição química.

Wolfe defende o seu artigo e diz que os dados sobre a pressão das ondas irão colaborar com os dados atuais. Dados similares estão chegando para equipe a partir de um grupo que está desenvolvendo estudos de sismologia em Yellowstone.

Em fevereiro de 2010, os dados do projeto PLUME se tornarão públicos e os pesquisadores poderão decidir se as plumas realmente existem. A aceitação dos resultados pelas pessoas é um processo que deve levar um tempo, diz Wolfe. “Eu estou otimista, mas em ciência você nunca sabe o que pode acontecer”.

Um ponto quente no manto profundo abastece o crescimento das cadeias de ilha no Hawaii.
Um ponto quente no manto profundo abastece o crescimento das cadeias de ilha no Hawaii.
O projeto PLUME utiliza sismômetros de assoalho oceânico como este na imagem.
O projeto PLUME utiliza sismômetros de assoalho oceânico como este na imagem.

(Fonte: http://www.nature.com/news/2009/091203/full/news.2009.1121.html?s=news_rss)

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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