astenosfera
Do grego asthenia, que significa fraca, é a região do manto superior compreendida entre os 100 e os 300 km de profundidade. Está limitada superiormente pela litosfera e inferiormente pela mesosfera (fig. 1).
Identificada por vezes como LVZ (Low Velocity Zone: zona de baixa velocidade), a astenosfera caracteriza-se por temperaturas e pressões bastante elevadas. Os valores da temperatura nesta região podem atingir os 1200-1300ºC (valores próximos da temperatura de fusão das olivinas), enquanto os valores da pressão são da ordem de alguns Giga Pascal (GPa). Nesta região do globo terrestre, os materiais apresentam uma fraca rigidez em virtude da fusão parcial aí existente. A sua composição química difere bastante da encontrada na litosfera, mas é muito semelhante à da mesosfera. São principalmente as propriedades físicas, em particular a tensão, que permitem distinguir a astenosfera da mesosfera. Na astenosfera a deformação é predominantemente plástica e as trocas de calor fazem-se principalmente por convecção.
Devido aos efeitos de fusão parcial e de outros fenómenos de relaxação na astenosfera é difícil determinar a mineralogia desta região, bem como do manto superior em geral. Existem dois modelos possíveis para o manto superior: o modelo pirolito e o modelo piclogito. Qualquer destes modelos inclui uma composição maioritária de olivinas [(Mg, Fe)2SiO4], piroxenas [(Mg, Fe)SiO3] e granadas [(Mg, Fe, Ca)3Al2Si3O12], embora a percentagem de cada grupo de minerais seja diferente (Anderson, 1989). No modelo pirolito, inicialmente proposto por Ringwood (1973), a composição primitiva do manto superior, e também do inferior, é constituída por 57 a 61 % de olivinas, 25 a 35 % de piroxenas e 14 % de granadas. O modelo piclogito de Anderson (1989) admite uma estratificação inicial em que os minerais mais densos (granadas e piroxenas) se acumularam na base do manto superior, enquanto os minerais menos densos (olivinas) se concentraram na zona mais superficial. As percentagens de cada um dos grupos de minerais para este modelo são: 16 % de olivinas, 39 a 48 % de piroxenas e 36 a 45 % de granadas.
Situado na vizinhança da junção tripla de três grandes placas, o planalto dos Açores é uma estrutura complexa do ponto de vista tectónico, afectada por numerosos sismos de magnitude intermédia e apenas por alguns fortes. Ver Açores. Geologia.
A astenosfera sob esta região assume algumas características particulares devido, por um lado, à proximidade da Crista Média Atlântica, local de expansão e formação de nova crusta oceânica, mas também devido à presença de um hot spot nesta região. A designação hot spot é utilizada para designar as áreas de vulcanismo intraplacas (como é o caso do Havai no oceano Pacífico), bem como as de vulcanismo ao longo de fronteira de placas (como os Açores ou a Islândia na Crista Média Atlântica). Alguns autores defendem que os hot spots são provocados por plumas térmicas com origem no manto (Wilson, 1963; Morgan, 1971). Posteriormente, Anderson (1975) introduziu o conceito de pluma química propondo que as plumas diferem do manto por apresentarem características químicas distintas, além de eventuais anomalias térmicas.
Do ponto de vista geoquímico, Schilling (1986) e Bonatti (1990) encontraram diferenças significativas entre o hot spot dos Açores e o da Islândia. Estes autores sugerem que a Islândia é o caso de um pluma mantélica tradicional, com uma origem térmica predominante, enquanto o caso dos Açores poderá tratar-se de um wet spot. A análise do conteúdo em H2O dos basaltos no planalto dos Açores revelou que este é duas a três vezes mais abundante que o encontrado nos basaltos dos segmentos da crista a ele adjacentes (Schilling, 1986; Bonatti, 1990). Poderá verificar-se fusão dos materiais sem que ocorra uma anomalia térmica significativa.
Estas diferenças são igualmente visíveis no estudo de Humler et al. (1993), como se pode ver pelo quadro 1. Por outro lado, a análise dos basaltos na região dos Açores revela ainda que estes são mais ricos em Na8.0 (conteúdo em Na2O corrigido a 8 % de MgO) e mais pobres em Fe8.06 que os da Islândia, sugerindo assim características diferentes para a temperatura e pressão nos hot spots respectivos.
A análise sistemática das ondas superficiais emitidas pelos grandes sismos permite-nos obter uma visão tridimensional e pormenorizada da estrutura interna da Terra. À escala global, os modelos AUM de Montagner e Tanimoto (1991) e de Zhang e Tanimoto (1993) sugerem que a região dos Açores é, do ponto de vista sísmico, de velocidade lenta até aos 300 km de profundidade.
Mais recentemente, os resultados obtidos da tomografia anisotrópica do oceano Atlântico a partir do modo fundamental de propagação das ondas superficiais (Silveira et al.,1998) vieram confirmar os resultados obtidos nos modelos à escala global para a astenosfera na região dos Açores.
Sob os Açores existe uma anomalia de baixa velocidade que abrange quase todo o arquipélago estendendo-se até à região das Canárias e da Madeira. Regiões identificadas também como hot spots (Crough, 1983).
Os principais aspectos a destacar são a inclinação norte-sul desta anomalia negativa e a existência de uma descontinuidade na banda de 200-250 km de profundidade. Salienta-se também que a amplitude da anomalia é ainda significativa cerca dos 300 km de profundidade, o que parece sugerir que a origem desta anomalia se situa na mesosfera. Mas a sensibilidade do modo fundamental das ondas superficiais não ultrapassa a astenosfera. Só a análise dos modos harmónicos superiores (actualmente em curso) irá permitir o estudo desta estrutura a maiores profundidades.
Por outro lado, há que melhorar a rede sísmica digital, não só no que diz respeito ao número de estações como também nas suas características, equipando-as com sensores de elevada dinâmica. Só assim será possível obter modelos tomográficos de elevada resolução lateral, que permitam identificar melhor as estruturas sísmicas de menores dimensões. Graça M. Silveira e Luís Mendes Victor (Jul.1998)
Bibl. Anderson, D. L. (1975), Chemical plumes in the mantle. Geological Society of
