Salmouras da crosta numa falha de transformação oceânica

Nova investigação explora os processos geológicos ao longo das fronteiras de placas

Ser geofísico pode, por vezes, ser como ser detetive – descobrir pistas e depois construir um caso com base nas provas.

Num novo artigo publicado na revista Science Advances, uma equipa de colaboração liderada pelo Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) apresenta uma imagem nunca antes vista de uma falha de transformação oceânica a partir de dados eletromagnéticos (EM) recolhidos na falha de Gofar, no leste do Oceano Pacífico. O trabalho financiado pela National Science Foundation revela depósitos inesperados de salmoura sob o fundo do mar perto da falha, o que pode mudar a forma como conceptualizamos as falhas transformadoras oceânicas.

A falha de Gofar funciona de forma muito semelhante à de San Andreas, na medida em que duas placas tectónicas deslizam lateralmente uma sobre a outra. Ao contrário de San Andreas, os grandes terramotos nesta falha têm sido estranhamente previsíveis, com grandes ruturas a ocorrerem a cada cinco ou seis anos. Esta previsibilidade fez de Gofar um local ideal para estudar os mecanismos dos sismos, com uma variedade de dados recolhidos na falha, incluindo uma série de pequenos sismos medidos em sismógrafos de fundo oceânico.

Em contraste com os dados sísmicos, as medições EM indicam aos investigadores a capacidade de um material conduzir eletricidade. Isto é útil porque um dos modelos que explica o comportamento de Gofar está relacionado com as diferenças nas quantidades de água do mar presentes no fundo do mar: os fluidos influenciam a forma como as falhas aderem, deslizam e escorregam, causando terramotos de várias magnitudes. O sal na água do mar faz com que esta conduza bem a eletricidade, muito melhor do que as rochas circundantes, pelo que os dados EM fornecem pistas sobre onde a água do mar ou outros fluidos se escondem sob o fundo do mar.

Utilizando instrumentos de última geração, os autores do estudo conseguiram criar um retrato das propriedades elétricas por baixo da falha de Gofar. Esperavam que uma parte da falha fosse ligeiramente mais condutora do que a que a rodeia, com base em modelos anteriores deste tipo de falhas. Em vez disso, a equipa ficou surpreendida ao descobrir que existem bolhas extremamente condutoras sob o fundo do mar de um lado da falha, mas não do outro. Para maior perplexidade, outros dados geofísicos da área não revelaram anomalias semelhantes.

“Foi chocante ver um contraste tão grande ao longo da falha”, disse Christine Chesley, uma pós-doutorada do WHOI em Geologia e Geofísica, e principal autora do estudo. “A estrutura de condutividade desafiou todas as nossas expectativas com base no que pensávamos saber sobre as falhas de transformação oceânicas”.

As falhas de transformação oceânicas têm sido historicamente consideradas como caraterísticas simples e previsíveis. São as menos estudadas das três principais fronteiras de placas, que incluem as fronteiras divergentes, como a África Oriental, onde as placas se afastam formando nova crosta, e as fronteiras convergentes, como os Himalaias, onde duas placas colidem e reciclam a crosta. No entanto, descobertas recentes como esta exigem um novo enquadramento para a compreensão das falhas de transformação oceânicas.

“Sempre que saímos e fazemos este tipo de medições eletromagnéticas, vemos o fundo do mar através de uma lente diferente e isso muda quase sempre a nossa visão dos processos que moldam a Terra”, explicou Rob Evans, cientista sénior do WHOI em Geologia e Geofísica e coautor do estudo.

Para determinar por que razão as bolhas condutoras apareciam nos dados eletromagnéticos, mas não se apresentavam como outros tipos de anomalias geofísicas, foi necessário algum raciocínio dedutivo.

“Precisávamos de um mecanismo auto-consistente que pudesse ajudar a explicar porque é que estas massas condutoras existem apenas num dos lados da falha e onde as velocidades sísmicas parecem não ser afetadas”, explicou Chesley. “Algo com condutividades tão elevadas não é normalmente visto sob o fundo do mar, exceto quando há magma envolvido.” 

Trabalhando com estas peças do puzzle, os autores aperceberam-se de que as bolhas condutoras necessitavam de sal – muito sal – para explicar os seus elevados valores de condutividade. Isto sugere que as anomalias representam acumulações de salmoura.

“E para criar salmouras, é preciso uma fonte de calor”, acrescentou Chesley. “Pensamos que esta fonte de calor é o magma perto da falha de transformação”.

Os autores levantaram a hipótese de que algum magma está presente no lado da falha onde se encontram as bolhas condutoras de salmoura. Isto seria uma mudança notável na nossa compreensão das falhas transformantes, que geralmente não têm sido consideradas como hospedando atividade magmática ou hidrotermal.

“Temos esta imagem espantosa desta secção específica da falha de Gofar, mas ainda não conseguimos ver como se liga à crista meso-oceânica adjacente. Esperamos que o financiamento adicional do projeto apoie mais investigação”, disse Evans.

A Divisão de Ciências Oceânicas da National Science Foundation apoiou este projeto.

As seguintes instituições contribuíram para esta investigação: University of Delaware; Boise State University; Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego; Western Washington University; University of Texas Austin; MIT-WHOI Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering; University of Southern Maine; Columbia University; University of New Hampshire.

Sobre o Woods Hole Oceanographic Institution

O Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) é uma organização privada, sem fins lucrativos, situada em Cape Cod, Massachusetts, dedicada à investigação marinha, engenharia e ensino superior. Fundado em 1930, a sua missão é compreender o oceano e as suas interações com a Terra como um todo, e comunicar uma compreensão do papel do oceano no ambiente global em mudança. As descobertas pioneiras do WHOI resultam de uma combinação ideal de ciência e engenharia – uma combinação que o tornou num dos líderes mais fiáveis e tecnicamente avançados na investigação e exploração fundamental e aplicada dos oceanos. O WHOI é conhecido pela sua abordagem multidisciplinar, operações superiores de navios e capacidades inigualáveis de robótica em águas profundas. Desempenhamos um papel de liderança na observação dos oceanos e operamos o mais extenso conjunto de plataformas de recolha de dados oceânicos do mundo. Cientistas, engenheiros e estudantes de topo colaboram em mais de 800 projetos simultâneos em todo o mundo – tanto acima como abaixo das ondas – ultrapassando os limites do conhecimento para informar as pessoas e as políticas para um planeta mais saudável. Saiba mais em whoi.edu.