Pluma Dani: a primeira pluma fantasma do manto detetada sob o Omã

A Terra perde para o espaço cerca de 47 terawatts de calor - uma fração mínima quando comparada com a energia que recebe do Sol, mas decisiva para a tectónica de placas, o vulcanismo e a manutenção do campo magnético. Em geral, assume-se que este calor sobe sobretudo de forma lenta, transportado pela convecção do manto, como se fosse vapor a atravessar um fluido espesso.

Um novo estudo defende que parte desse calor pode seguir “vias rápidas” sob a forma de colunas de plumas do manto, uma ideia desenhada pela primeira vez por W. Jason Morgan em 1971. Agora, uma equipa descreve a primeira “pluma fantasma” sem sinais de vulcanismo à superfície, escondida sob os desertos orientais do Omã.

O autor principal, Simone Pilia, da King Fahd University of Petroleum and Minerals, examinou milhares de registos sísmicos de sismos e deu a esta coluna enterrada o nome de pluma Dani, em homenagem ao seu filho.

A pluma do manto no Omã sobe, mas não chega a entrar em erupção

Em muitos casos, as plumas alcançam a superfície e constroem estruturas como o Havai ou Yellowstone. No Omã, porém, não existem campos de lava recentes. Essa ausência transforma a pluma Dani numa pluma fantasma: suficientemente quente para amolecer as rochas, mas não o bastante para perfurar uma “tampa” continental espessa.

“Quanto mais reuníamos evidências, mais ficávamos convencidos de que se trata de uma pluma”, disse Pilia. A equipa conseguiu seguir a coluna até, pelo menos, 660 quilómetros de profundidade, onde as ondas sísmicas abrandavam num cilindro bem definido com cerca de 200 quilómetros de largura.

Verificações independentes indicaram ainda que a zona de transição do manto se encontrava deformada para baixo a 410 quilómetros de profundidade e voltava a subir aos 660 quilómetros, um padrão térmico clássico de material quente em ascensão.

Ondas de sismos expõem uma pluma do manto oculta

A procura baseou-se em tomografia sísmica - o equivalente, na Terra, a uma TAC - que converte vibrações de sismos em mapas 3D de velocidades. Um aumento de temperatura de cerca de 93 °C pode reduzir as velocidades das ondas de cisalhamento em aproximadamente três por cento.

No Omã, as velocidades de cisalhamento desceram nesse valor no interior da coluna, sugerindo uma temperatura excedentária na ordem dos 93–260 °C. Isto é suficiente para amolecer a peridotite, mas ainda abaixo do limiar de fusão sob uma litosfera com 209 quilómetros de espessura.

Saskia Goes, do Imperial College London, que não participou no trabalho, analisou os dados e considerou a deteção “plausível”, sublinhando que colunas estreitas são, por norma, muito difíceis de visualizar.

O relevo do Omã eleva-se sem qualquer vulcão

Mesmo sem lava, há indícios à superfície. O Planalto de Salma, no leste do Omã, é surpreendentemente elevado, atingindo 1 980 metros, apesar de existir pouca evidência de encurtamento crustal.

Estudos com GPS e análises de linhas de costa indicam que o litoral continua a subir a um ritmo inferior a 0,1 centímetros por ano. O suporte dinâmico de um manto quente e flutuante em profundidade é a explicação mais direta para este comportamento.

Uma elevação semelhante cobre a região de Yellowstone, onde a pluma bem conhecida alimenta uma atividade vulcânica e hidrotermal duradoura no oeste dos Estados Unidos. A subida mais discreta no Omã sugere que as plumas podem levantar a crosta mesmo quando permanecem “engarrafadas” sob rocha sólida.

Pluma escondida pode ter alterado o trajeto da Índia

Reconstruções geológicas apontam que a pluma Dani terá deslizado sob a Placa Indiana há cerca de 40 milhões de anos, coincidindo com uma ligeira curvatura para leste na trajetória da Índia. O grupo de Pilia argumenta que o arrasto viscoso do escoamento da pluma terá empurrado a placa como uma mão invisível.

Cálculos de binário apresentados no estudo indicam que um conduto com cerca de 125 milhas (201 quilómetros) de largura, transportando alguns quilómetros cúbicos de rocha quente por ano, conseguiria gerar a força necessária. Segundo os autores, não existe outro evento tectónico nas proximidades que explique o momento com a mesma clareza.

Se uma única pluma sem magmatismo conseguir influenciar o movimento de continentes, então várias plumas ocultas poderão ter moldado silenciosamente a dinâmica das placas ao longo da história da Terra.

Porque é que as plumas ocultas são importantes

A pluma Dani também pesa no balanço térmico do planeta. Se existirem muitas colunas deste tipo a contornar a convecção lenta do manto, mais calor do que o previsto poderá fluir diretamente a partir do núcleo, o que pode encurtar estimativas sobre quanto tempo o dínamo interno conseguirá continuar a funcionar.

No futuro, redes de sismómetros no fundo do oceano e missões de gravidade por satélite poderão revelar outras plumas silenciosas sob crátons espessos ou sob bacias oceânicas antigas, afinando modelos que ligam processos profundos da Terra a perigos à superfície e à formação de recursos.

Os novos resultados também indicam que a pluma Dani poderá ter raízes no mesmo reservatório profundo que a pluma de Afar, localizada sob o Corno de África.

Imagiologia sísmica do modelo de tomografia global DETOX‑P3 sugere que ambas poderão ser ramos de uma estrutura mais ampla de baixa velocidade junto ao limite núcleo–manto, que se estende por milhares de quilómetros através do manto inferior.

Esta configuração em forma de árvore reforça teorias em crescimento de que as plumas do manto podem não subir como colunas isoladas, mas sim como partes de redes interligadas de superplumas.

Se for esse o caso, pontos quentes como Afar, Yellowstone e, agora, o Omã poderão partilhar origens comuns, ligando atividade à superfície em continentes distintos a fontes profundas únicas.

Novas ferramentas revelam plumas do manto escondidas

Os métodos tradicionais para detetar plumas do manto apoiam-se fortemente no vulcanismo à superfície, o que pode deixar escapar estruturas ocultas sob crosta continental espessa.

A pluma Dani mostra que depender apenas de escoadas de lava e de rochas vulcânicas pode falhar na identificação de motores importantes da dinâmica interna da Terra.

Em alternativa, a combinação de tomografia sísmica, análise do movimento das placas e sinais topográficos abre novos caminhos para localizar plumas fantasma.

Esta abordagem interdisciplinar pode ajudar a encontrar mais estruturas escondidas em regiões antes consideradas sem plumas, alterando a forma como mapeamos o fluxo de calor desde o núcleo da Terra até à superfície.