Modelos de computador estão ajudando cientistas a explicar um padrão intrigante de deformação sob o Sistema de Rifte da África Oriental. Os resultados apontam para a Superpluma Africana, uma vasta ascensão de material quente do manto profundo da Terra, como a fonte de movimento incomum que corre paralelo ao rifte, bem como um padrão correspondente na forma como as ondas sísmicas viajam através das rochas abaixo.

O rifteamento continental ocorre quando a camada externa rígida da Terra começa a esticar e afinar. Essa camada externa, chamada litosfera, inclui a crosta e a parte mais superior do manto. À medida que a litosfera é puxada, ela pode se comportar de maneiras diferentes, dependendo da rapidez e do local onde o estresse é aplicado. Perto da superfície, as rochas podem fraturar, produzindo falhas e terremotos. Mais profundamente, o material mais quente pode se deformar mais gradualmente.

A geofísica D. Sarah Stamps compara esses comportamentos diferentes à Massa de Modelar. "Se você bater na Massa de Modelar com um martelo, ela pode realmente rachar e quebrar", disse Stamps, professora associada do Departamento de Geociências, parte do Colégio de Ciências da Virginia Tech. "Mas se você puxar lentamente, a Massa de Modelar estica. Então, em diferentes escalas de tempo, a litosfera da Terra se comporta de maneiras diferentes."

Na maioria dos riftes continentais, a deformação segue um padrão relativamente previsível. O movimento mais forte geralmente ocorre perpendicular ao rifte, na direção em que a crosta está sendo puxada. O Sistema de Rifte da África Oriental, o maior sistema de rifte continental da Terra, mostra essa deformação perpendicular esperada. Mas Stamps encontrou algo mais após mais de 12 anos de medições GPS: partes da região também estavam se deformando em uma direção paralela ao próprio rifte. Esse movimento inesperado tornou-se um mistério central para sua equipe no Laboratório de Geodésia e Tectonofísica.

Em um estudo publicado no Journal of Geophysical Research, os pesquisadores usaram modelos termomecânicos 3D para investigar o que poderia estar produzindo a deformação incomum. A modelagem foi desenvolvida pelo primeiro autor Tahiry Rajaonarison, pesquisador de pós-doutorado na New Mexico Tech, que obteve seu Ph.D. na Virginia Tech enquanto trabalhava no laboratório de Stamps. As simulações indicam que o movimento paralelo ao rifte está ligado ao fluxo do manto para o norte associado à Superpluma Africana.

A Superpluma Africana é uma zona enorme de material ascendente do manto que começa profundamente sob o sudoeste da África e se estende para nordeste através do continente. À medida que viaja para o norte, torna-se progressivamente mais rasa sob a superfície. De acordo com os modelos, esse fluxo profundo do manto pode explicar a deformação que não se encaixa no padrão mais simples esperado de um continente sendo esticado.

As descobertas também adicionam novas evidências a um debate de longa data sobre o que está impulsionando o Sistema de Rifte da África Oriental. Os cientistas geralmente se concentraram em duas possibilidades principais: forças de flutuabilidade litosférica, forças de tração do manto, ou alguma combinação das duas. As forças de flutuabilidade litosférica agem relativamente perto da superfície. Elas são influenciadas por diferenças de elevação e densidade dentro da litosfera. Na África Oriental, uma característica importante é o Superswell Africano, uma região ampla de topografia excepcionalmente alta. As forças de tração do manto se originam mais profundamente na Terra. Elas resultam do movimento do material do manto sob a litosfera e das forças que o manto em fluxo pode exercer sobre a placa rígida acima dele.

Stamps começou a documentar o movimento paralelo incomum ao rifte enquanto trabalhava como pesquisadora de pós-doutorado. Ela usou estações GPS que recebiam sinais de mais de 30 satélites orbitando a Terra a cerca de 25.000 quilômetros de distância. Essas medições eram precisas o suficiente para rastrear o movimento da superfície na escala de milímetros. Suas observações complicaram o quadro existente porque as forças de flutuabilidade rasa poderiam explicar grande parte do movimento esperado através do rifte, mas não o movimento ao longo dele.

Em um estudo de 2021, a equipe usou simulações computacionais 3D para testar como os dois conjuntos de f