Topografia dinâmica e convecção mantélica induzidas pela subducção de litosfera oceânica: uma abordagem numérica

Uma das principais forças que guiam a tectônica de placas é induzida pela subducção da litosfera oceânica fria e densa, criando uma flutuabilidade negativa em relação ao manto mais quente adjacente. Esse movimento descendente perturba o padrão de fluxo principalmente no manto superior, afetando também o deslocamento vertical da superfície da Terra na escala de tempo geológica, fenômeno conhecido como topografia dinâmica. Devido à complexidade física desses processos, uma maneira natural de estudar a subducção de placas litosféricas é através do uso de modelos numéricos. O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de cenários numéricos que reproduzam alguns dos principais aspectos observados sobre geometria e cinemática de placas oceânicas em subducção com base em vínculos geofísicos. Especificamente, concentrei minha atenção na subducção da placa de Nazca sob a litosfera continental da América do Sul, a uma latitude de 18ºS. Na primeira parte deste projeto, várias simulações numéricas foram feitas para estudar a flutuabilidade da placa de Nazca. Os resultados mostraram que, para uma litosfera oceânica relativamente mais espessa, a placa tende a defletir para baixo em relação à geometria observada da placa, mas resiste mais à flexão devido à sua rigidez. Já a crosta oceânica contribuiu para uma deflexão ascendente da placa em subducção, mesmo quando a densidade resultante de toda a placa era maior que a densidade do manto astenosférico circundante. A melhor combinação encontrada para a menor deflexão foi a de uma litosfera oceânica de 80 km com uma crosta oceânica de 8 km com uma densidade de 2800 kg/m 3 . Na segunda parte deste projeto, a placa de Nazca foi simulada por mais de 50 Myr para estudar sua estagnação próximo à transição para o manto inferior. Percebeu-se que o aumento da viscosidade por si só não pode explicar a horizontalização da placa em 660 km, pois a mudança de fase, induzindo um aumento da densidade no manto inferior, foi crítica para simular-se a estagnação de placas oceânicas acima do manto inferior.