Estudo inovador abala visões estabelecidas sobre a formação de montanhas

Uma nova pesquisa liderada pela Colorado State University aponta para as respostas de como e por que as montanhas estão enterradas mais fundo do que se pensava.

“A construção de montanhas é um processo fundamental de como a Terra se comporta, e este estudo sugere que podemos não entendê-la tão bem quanto pensávamos”, disse Sean Gallen, principal autor e professor assistente de ciências da terra na California State University.

Galen e sua equipe produziram novos conjuntos de dados e metodologias para usar paisagens para reconstruir extensas histórias de construções montanhosas no sul da Itália. Sua abordagem única produziu o que Gallen chamou de resultados “desconcertantes”.

Em zonas de subducção, como a da Calábria, no sul da Itália, uma placa tectônica afunda sob a outra. Acredita-se que as montanhas nesses lugares tenham sido formadas pelo enrugamento e condensação da crosta terrestre.

A equipe coletou medições que registraram escalas de tempo geologicamente curtas e longas, de milhares de anos a dezenas de milhões de anos. Como o “registrador geológico” da história tectônica, a paisagem preenchia o resto.

Vista da Calábria com vista para o Mar Tirreno com um terraço à beira-mar em primeiro plano (área plana). Crédito: Sean Gallen

“No sul da Itália, a paisagem é na verdade a ponte entre esses diferentes estilos que costumamos usar”, disse Gallen.

Os trechos planos e elevados da paisagem ao longo do “dedo do pé” da península italiana representam uma época em que a formação das montanhas era lenta, e a mudança acentuada abaixo indica uma rápida aceleração. Essas pistas na paisagem permitiram aos pesquisadores produzir um registro contínuo e de longo prazo da elevação da rocha, o registro mais longo e completo desse tipo.

“Esperamos ver uma correlação entre a taxa na qual uma placa afunda abaixo da outra placa ao longo do tempo e nossa história de elevação de rochas, e não vemos isso”, disse Galen.

O enrugamento e a condensação da crosta parecem ser secundários a outro processo na formação das montanhas da Calábria. Os dados apontam para a descida da placa inferior através do manto da Terra e a mudança do campo de fluxo do manto como o principal fator que controla a elevação das rochas.

Alunos de pós-graduação da CSU coletam amostras do leito rochoso de uma termo-histoquímica na Calábria, Itália. A partir da esquerda, Nikki Seymour, segunda autora do estudo, Joanna Edman e Eyal Marder. Crédito: Sean Gallen

“Os resultados sugerem que a maneira típica como olhamos para a construção de montanhas não se aplica ao sul da Itália”, disse Gallen. “Parece ser controlado por coisas muito mais profundas dentro do sistema terrestre. Esse comportamento foi visto em modelos, mas nunca na natureza. Esta é a primeira vez que pensamos tê-lo observado.”

Galen alertou que são necessários mais dados para confirmar se a interpretação deles está correta ou não, mas que é apoiada por modelos numéricos existentes. Os cientistas já ligaram a altura da montanha às interações das placas tectônicas dentro do manto de fluxo plástico da Terra, mas esta pesquisa indica pela primeira vez que esse mecanismo é a força dominante na formação de montanhas em zonas de subducção.

“Os registros que apresentamos indicam que os sinais da Terra profunda parecem dominar o que está acontecendo na superfície”, disse Galen. “Trabalho no Mediterrâneo há 15 anos e essa descoberta mudou profundamente a maneira como penso sobre essas zonas de subducção”.

Vista da Calábria com vista para o Mar Tirreno com um terraço à beira-mar em primeiro plano (área plana). Crédito: Sean Gallen

Pesquisa transformacional e transparente

As novas técnicas desenvolvidas para este estudo oferecem um avanço na construção de histórias de longo prazo de levantamento de rochas.

A equipe criou uma estrutura unificada com base em um conjunto de medições geomorfológicas padrão – termocronologia, nuclídeos cósmicos, perfis rochosos de rios e um registro de níveis do mar passados ​​encontrados em terraços marinhos. A nova abordagem vai além de outras e usa diferentes conjuntos de dados para restringir a modelagem de uma maneira única.

O método é melhor aplicado a sistemas ativos, onde paisagens recentes fornecem pistas para suas histórias. Quanto mais ativo for um sistema no tempo geológico, mais difícil será reconstruir sua história com confiança.

Um programa para o estudo foi desenvolvido e publicado no DOI: 10.1038/s41561-023-01185-4