Há cerca de sessenta milhões de anos, um manto de rocha quente conhecido como pluma do manto islandês surgiu da fronteira entre o núcleo e o manto da Terra, provocando atividade vulcânica em uma vasta área do Atlântico Norte, abrangendo Escócia, Irlanda e Groenlândia.

Por décadas, os cientistas se questionaram sobre os motivos que levaram a essa erupção vulcânica tão extensa. Agora, uma pesquisa liderada pela Universidade de Cambridge descobriu que as variações na espessura das placas tectônicas ao redor do Atlântico Norte podem explicar a ampla ocorrência de vulcanismo.

Os pesquisadores compilaram mapas sísmicos e térmicos do interior da Terra, constatando que áreas com placas tectônicas mais finas funcionavam como condutos, direcionando a rocha fundida da pluma por uma área extensa.

A Islândia, um dos locais mais ativos em termos de vulcanismo no mundo, deve em grande parte sua origem à pluma do manto. Além do vulcanismo, a influência da Pluma Islandesa se estende até mesmo à configuração do fundo do mar e à circulação oceânica no Atlântico Norte, impactando, por sua vez, o clima ao longo do tempo. Apesar de sua relevância global, muitos aspectos do comportamento e da história da pluma permanecem obscuros.

“Os cientistas ainda têm muitas perguntas sem resposta sobre a pluma islandesa,” afirmou Raffaele Bonadio, geofísico do Departamento de Ciências da Terra de Cambridge e autor principal do estudo.

Bonadio se empenhou em explicar por que a impressão vulcânica da pluma era muito mais ampla sessenta milhões de anos atrás – antes da abertura do Atlântico – formando vulcões e erupções de lava que se estendiam por milhares de quilômetros. O padrão poderia ser explicado pela pluma do manto se espalhando para fora em uma formação ramificada e fluida, conforme Bonadio explicou, “mas as evidências para tal fluxo têm sido escassas.”

Na busca por respostas, Bonadio se concentrou em um segmento da Província Ígnea do Atlântico Norte para entender melhor a distribuição complexa dos vulcões na Escócia e na Irlanda. Ele queria verificar se a estrutura das placas tectônicas desempenhava um papel na manifestação do vulcanismo na superfície.

Utilizando dados sísmicos extraídos de terremotos, Bonadio gerou uma imagem computacional do interior da Terra sob a Grã-Bretanha e a Irlanda. Este método, conhecido como tomografia sísmica, funciona de forma similar a uma tomografia computadorizada médica, revelando estruturas ocultas nas profundezas do planeta. Bonadio combinou isso com medições de termografia sísmica – uma nova técnica desenvolvida pela equipe – que revela variações na temperatura e na espessura das placas tectônicas.

Ele descobriu que os vulcões ao noroeste da Escócia e da Irlanda se formaram em áreas onde a litosfera (a camada rígida da Terra que compõe as placas tectônicas) é mais fina e fraca.

“Observamos vulcões antigos concentrados dentro desse corredor de litosfera fina sob o Mar da Irlanda e áreas circunvizinhas,” disse Bonadio. Ele acredita que o material quente da pluma foi direcionado preferencialmente ao longo desse corredor, acumulando-se nas áreas de placas finas devido à sua flutuabilidade.

Anteriormente, alguns cientistas haviam sugerido origens alternativas, que não envolviam a pluma do manto, para a atividade vulcânica, disse Bonadio. No entanto, sua nova pesquisa mostra que a dispersão pode ser explicada pela desvio da magma para regiões de litosfera mais fina.

Sergei Lebedev, da Universidade de Cambridge, afirmou: “essa correlação marcante sugere que o material quente da pluma erodiu a litosfera nessa região. Essa combinação resultante de litosfera fina, astenosfera quente e fusão por descompressão provavelmente ocasionou o levantamento e a atividade vulcânica.”

Anteriores aos resultados apresentados, os autores já haviam encontrado uma ligação estreita entre a distribuição irregular de terremotos na Grã-Bretanha e na Irlanda e a espessura da litosfera, demonstrando como as marcas deixadas pela pluma do manto influenciam os riscos sísmicos atuais.

Bonadio e Lebedev também estão utilizando seus métodos para mapear o potencial de recursos de energia geotérmica. “Na Grã-Bretanha e na Irlanda, o maior suprimento de calor proveniente do manto da Terra está nos mesmos locais onde os vulcões entraram em erupção há sessenta milhões de anos, e onde a litosfera é mais fina,” disse Lebedev. Ele e Bonadio estão colaborando com colegas internacionais para aplicar suas novas técnicas de termografia sísmica à avaliação global de recursos geotérmicos.