Como a hidratação do manto muda ao longo da vida de uma zona de subducção

Por causa das interações com o manto quente da Terra, placas oceânicas alagadas liberam água conforme deslizam sob placas de sobreposição menos densas em zonas de subducção. Essa água sobe e hidrata o manto acima dela, contribuindo para a formação de vulcões na superfície e limitando as profundidades máximas de terremotos danosos.

Entretanto, o aquecimento que impulsiona a água da placa descendente flutua ao longo do ciclo de vida da zona de subducção, e a quantidade de água liberada muda junto com essas flutuações.

Em um artigo publicado em AGU avançaGS Epstein e colegas investigaram como essa taxa variável de liberação de água afeta a hidratação do manto. Especificamente, eles simularam a subducção de uma placa de 90 milhões de anos abaixo de uma placa de 10 milhões de anos e modelaram a água armazenada na cunha do manto do arco anterior — a seção em forma de cunha do manto que fica abaixo da placa sobreposta, mas acima da laje de subducção.

Para inferir a hidratação da cunha do manto, os pesquisadores observaram mudanças nas propriedades geofísicas (por exemplo, anomalias gravitacionais e velocidades sísmicas), indicando a formação de minerais do grupo serpentina, os minerais portadores de água mais abundantes na cunha do manto em volume.

Eles descobriram que os níveis de hidratação do manto em seu modelo estavam intimamente ligados à evolução térmica da zona de subducção. Nas fases iniciais da subducção, a placa descendente desidratava, mas as temperaturas na cunha do manto eram altas demais para estabilizar minerais hidratados; os fluidos liberados pela placa provavelmente passavam verticalmente pela cunha, onde contribuíam para o derretimento e a produção de rochas vulcânicas. Durante a subducção madura, a placa descia além das profundezas da cunha do arco anterior, e sua água liberada não hidratava mais o manto.

Isso deixou o estágio intermediário da subducção, quando a placa estava afundando rapidamente através do manto superior, como o ponto ideal para a hidratação do manto. Nessa fase, o topo da placa ainda estava quente enquanto a cunha do arco anterior estava esfriando, fazendo com que a água subisse para dentro da cunha do arco anterior.

As descobertas se alinham com as observações sísmicas atuais e oferecem novos insights sobre o movimento da água através de zonas de subducção e como essa água participa do ciclo entre o subsolo, o oceano e a atmosfera, sugerem os autores. Notavelmente, as simulações também revelaram que, coletivamente, as cunhas do manto do arco anterior da Terra retêm cerca de 10 vezes mais água do que o estimado anteriormente, aproximadamente igual a 0,4% da quantidade nos oceanos da Terra.

Esta história é republicada cortesia da Eos, hospedada pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.