Rifte de Kafue: isótopos de hélio sugerem uma nova fronteira tectônica sob a África

Da Pangeia às placas em movimento

Há centenas de milhões de anos, o planeta tinha um aspeto muito diferente do atual.

Naquele tempo, os continentes estavam unidos num supercontinente chamado Pangeia. Com a reorganização das placas tectónicas por baixo da superfície, essa massa continental acabou por se fragmentar em porções de terra que, lentamente, se afastaram umas das outras.

Mesmo que não percebamos no dia a dia, essa dinâmica não parou. Investigadores acreditam ter encontrado indícios de que uma nova fronteira tectónica pode estar a começar a abrir-se por baixo de África.

Desde que se formou, há 4,5 mil milhões de anos, a Terra passou por uma transformação profunda: de uma rocha húmida e inóspita para a biosfera vibrante de hoje - o único lugar no Universo em que sabemos, com certeza, que a vida surgiu.

Entre os mecanismos que ajudaram a moldar esse mundo habitável está a tectónica de placas.

Com o deslocamento contínuo das placas, minerais são reciclados na crosta, continentes e oceanos são reconfigurados, há impulso para atividade vulcânica e geotérmica, e o ciclo de carbono - entre o interior do planeta, os oceanos, a atmosfera e os organismos vivos - tende a manter-se regulado ao longo de escalas geológicas.

Um dia, a Terra deve arrefecer ao ponto de as placas ficarem “congeladas” no lugar, mas isso provavelmente ainda está a milhares de milhões de anos de distância. Embora o chão pareça firme, o planeta continua em mudança constante.

Rifte de Kafue e a possível nova fronteira tectônica em África

África já é considerada um foco importante de rifteamento. A partir da Depressão de Afar, junto ao Mar Vermelho, estende-se pela porção oriental do continente o Rifte da África Oriental, onde a Placa Somali se afasta da Placa Africana.

Nesse contexto entra o Rifte de Kafue, na Zâmbia. Ele integra um sistema de riftes que atravessa o centro de África numa diagonal com cerca de 2.500 quilómetros (1.553 milhas) e que, no limite, pode vir a ligar-se à Dorsal Mesoatlântica - a zona de contacto em que a Placa Africana confronta a Placa Sul-Americana.

Há algum tempo, cientistas suspeitam que essa faixa possa representar o início de um novo limite de placa, à medida que a Placa Africana se fraturaria em duas. O problema é que, até aqui, faltavam evidências mais diretas.

Como explica o geólogo Mike Daly, da Universidade de Oxford: "Um rifte é uma grande ruptura na crosta terrestre que cria subsidência e a elevação elástica associada".

Ele acrescenta: "Um rifte pode tornar-se uma fronteira de placa, mas, com frequência, a atividade de um rifte cessa antes de ocorrer a ruptura da litosfera e a formação de uma fronteira de placa".

O que os isótopos de hélio e CO₂ revelam

Uma forma de procurar sinais de rifteamento ativo é analisar proporções de isótopos - variantes de átomos com o mesmo número de protões, mas com diferentes números de neutrões. Esses rácios podem indicar se determinados gases têm origem em grandes profundidades, no interior do planeta, e não apenas perto da superfície. Quando os valores apontam para essa fonte profunda, isso sugere uma ligação direta com o manto e merece investigação detalhada.

Na região do Rifte de Kafue, cientistas identificaram que isótopos de hélio que emergem em fontes geotérmicas parecem ter vindo do manto terrestre - um possível sinal inicial de rifteamento tectónico em atividade.

Daly descreve o achado desta forma: "As fontes termais ao longo do Rifte de Kafue, na Zâmbia, têm assinaturas de isótopos de hélio que indicam que as nascentes têm uma ligação direta com o manto da Terra, que fica entre 40 e 160 quilómetros [25 a 100 milhas] abaixo da superfície".

Na interpretação do geólogo, essa ligação é relevante: "Essa conexão de fluidos é evidência de que a fronteira de falha do Rifte de Kafue está ativa e, portanto, a Zona de Riftes do Sudoeste de África também - e pode ser um indício precoce da separação da África subsaariana".

O trabalho foi liderado pela geóloga Rūta Karolytė, também da Universidade de Oxford. A equipa recolheu amostras do gás que borbulhava na água de fontes quentes na Zâmbia: seis amostras dentro da área do Rifte de Kafue e duas fora dela.

O objetivo era encontrar rácios isotópicos incomuns, compatíveis com uma origem mantélica - e foi exatamente isso que observaram. Nas fontes termais situadas na zona do rifte, foram identificados isótopos de hélio que, segundo os autores, indicam transporte de fluidos a partir de grande profundidade, por baixo da crosta.

Além disso, apareceu um sinal mais discreto de dióxido de carbono proveniente do manto. Em sistemas de rifteamento mais desenvolvidos, a abundância de dióxido de carbono costuma aumentar à medida que a atividade do manto se intensifica.

Já nas amostras colhidas fora da zona do rifte, os resultados apresentaram apenas assinaturas compatíveis com a crosta.

Como os investigadores resumem no artigo: "Os dados são consistentes com estágios iniciais de rifteamento litosférico ativo, apoiados por observações geofísicas prévias globalmente".

Energia geotérmica e próximos passos

Caso a formação de uma nova fronteira tectónica esteja, de facto, a começar no centro de África, trata-se de um processo lento, que se desenrola ao longo de milhões de anos. Ainda assim, isso pode representar oportunidades de aproveitamento de recursos - por exemplo, energia geotérmica e gases como hidrogénio e hélio.

De facto, parte do financiamento do estudo veio da Kalahari GeoEnergy Ltd, empresa com interesse ativo na identificação de recursos geotérmicos.

Apesar dos indícios, os autores reforçam a necessidade de cautela. A investigação analisou apenas uma área dentro de um sistema de riftes muito mais extenso; recolhas adicionais, noutros segmentos, podem ajudar a confirmar a interpretação.

Nas palavras do artigo: "Se anomalias semelhantes de hélio derivado do manto forem detetadas em fluidos hidrotermais ao longo de outros segmentos desta zona extensional, isso demonstraria que a conectividade com o manto caracteriza toda a zona de fronteira, fornecendo mais evidências convincentes de uma fronteira de placa emergente capaz de separação continental".

As conclusões foram publicadas na Frontiers em Ciências da Terra.