A Fenda de Turkana, na África Oriental, é ao mesmo tempo um foco de descobertas de fósseis dos nossos primeiros antepassados e um foco literal de atividade vulcânica causada pela mudança de placas tectónicas. Agora, os investigadores descobriram que a crosta subjacente da Terra na região foi significativamente diluída, pressagiando a eventual dissolução de África – e com essa descoberta, os investigadores oferecem uma nova perspectiva sobre como surgiu o mundialmente famoso registo fóssil da evolução humana de Turkana.
As descobertas foram publicadas em Comunicações da Natureza.
Os cientistas há muito que são fascinados pela Fenda de Turkana, uma região baixa com 500 quilómetros de largura que abrange o Quénia e a Etiópia. Esta fenda faz parte do maior Sistema de Rifts da África Oriental, que vai desde a Depressão de Afar, no nordeste da Etiópia, até Moçambique, no sul, com a placa tectónica africana de um lado e as placas da Arábia e da Somália do outro. No Rift de Turkana, as placas africana e somali estão a afastar-se a uma taxa de cerca de 4,7 milímetros por ano. No processo, conhecido como rifting, a crosta terrestre é esticada horizontalmente, fazendo com que ela se dobre e se frature, liberando assim o magma das profundezas.
Nem todo episódio de ruptura termina em ruptura continental. A Fenda de Turkana, no entanto, parece destinada a esse destino.
“Descobrimos que o rifteamento nesta zona está mais avançado e a crosta é mais fina do que se poderia imaginar”, diz o principal autor do estudo, Christian Rowan, Ph.D. estudante do Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Universidade de Columbia, que faz parte da Columbia Climate School. “A África Oriental progrediu mais no processo de divisão do que se pensava anteriormente.”
Rowan e colegas usaram um conjunto de dados único de medições sísmicas de alta qualidade recolhidos por parceiros da indústria e adquiridos em colaboração com o Turkana Basin Institute, uma organização de investigação fundada pelo falecido paleoantropólogo Richard Leakey para aprofundar o estudo da evolução humana e do seu contexto geológico no Quénia. Ao estudar como as ondas acústicas usadas nas medições foram refletidas pelas camadas subterrâneas e, em seguida, combinar suas interpretações com outras imagens profundas do subsolo, os pesquisadores visualizaram a estrutura dos sedimentos e a profundidade do topo da crosta dentro da Fenda de Turkana.
Ao longo do eixo da fenda, a crosta – a camada rochosa mais externa que repousa sobre o manto móvel da Terra – tem cerca de 13 quilómetros de espessura. Isto é significativamente mais fino em comparação com a crosta de mais de 35 quilómetros de espessura mais distante do centro da fenda e é uma assinatura reveladora de um processo chamado “necking”.
O nome vem da forma. Rowan compara o afinamento significativo da crosta terrestre sendo esticada pelo deslocamento das placas tectônicas ao “pescoço” de um pedaço de caramelo de água salgada puxado de cada extremidade – seu meio é afinado e alongado mesmo quando as extremidades do caramelo permanecem inalteradas. “Quanto mais fina fica a crosta, mais fraca ela se torna, o que ajuda a promover a continuidade do rifteamento”, diz Rowan. Eventualmente, a crosta se quebra.
“Alcançamos esse limiar crítico” de ruptura da crosta, diz Anne Bécel, geofísica em Lamont e co-autora do estudo. “Achamos que é por isso que é mais propenso a se separar.”
Mas isto irá acontecer no tempo geológico, por isso “crítico” é relativo. A fenda de Turkana começou a se separar há cerca de 45 milhões de anos, e os pesquisadores estimam que a ruptura começou após um episódio de erupções vulcânicas generalizadas há cerca de 4 milhões de anos. Serão necessários mais alguns milhões de anos até que o estreitamento dê lugar à oceanização, a próxima fase do rifteamento, quando o magma surgirá através das fendas e criará um novo fundo do mar para a água que flui do Oceano Índico para norte.
Os investigadores também encontraram evidências de um período anterior de rifteamento que não culminou na ruptura continental, mas deixou a crosta enfraquecida e afinada, contribuindo assim para a actual fase de rifteamento. “Isso desafia algumas das ideias mais tradicionais sobre como os continentes se separam”, diz Rowan.
O Rift Turkana é o primeiro rift continental ativo identificado em estreitamento, tornando-o importante para o estudo dos processos tectônicos associados a esta fase crítica da separação continental. “Em essência, agora temos um lugar na primeira fila para observar uma fase crítica de divisão que moldou fundamentalmente todas as margens divididas em todo o mundo”, diz o coautor Folarin Kolawole, que também trabalha com Lamont. Esses processos de ruptura, por sua vez, conectam-se a outros sistemas terrestres; compreendê-los ajuda os cientistas a reconstruir paisagens, vegetação e clima do passado. “Então poderemos usar esse conhecimento para entender o que vai acontecer no nosso futuro, mesmo em escalas de tempo mais curtas”, diz Bécel.
As suas descobertas também têm implicações num domínio muito diferente: o estudo da evolução humana. A Fenda de Turkana rendeu mais de 1.200 fósseis de hominídeos abrangendo os últimos 4 milhões de anos. Isso representa um terço de todos esses fósseis encontrados em África, e muitos paleoantropólogos argumentaram que este “Jardim do Éden” científico foi um ponto crítico da evolução para os antepassados da humanidade. Rowan e colegas pensam que as suas descobertas podem sugerir uma narrativa diferente.
Após o vulcanismo generalizado há cerca de 4 milhões de anos, o necking iniciou a subsidência do Rift Turkana, onde sedimentos de granulação fina favoráveis à preservação de fósseis rapidamente se acumularam. “As condições eram adequadas para preservar um registo fóssil contínuo”, diz Rowan.
É possível, então, que a Fenda de Turkana não tenha sido exclusivamente importante na evolução e diversificação dos nossos ancestrais hominídeos, mas sim um lugar onde as condições permitiram documentá-los.
Isto ainda é apenas uma hipótese, “mas outros investigadores podem agora usar os nossos resultados para explorar essas ideias”, diz Rowan. “Além disso, os nossos resultados podem ser inseridos em modelos tectónicos que são acoplados ao clima para realmente explorar como as mudanças tectónicas e climáticas influenciaram a nossa evolução.”
A equipe de pesquisa inclui Paul Betka, da Western Washington University, e John Rowan, da Universidade de Cambridge.
