Tectônica de placas e o hot spot havaiano

Republicado de Erupções de vulcões havaianos - passado, presente e futuro
por Robert Tilling, Christina Heliker e Donald Swanson
Produto de Informações Gerais da Pesquisa Geológica dos EUA 117.

Mapa da Bacia do Pacífico: Mapa da Bacia do Pacífico mostrando a localização da cadeia montanhosa do cume-imperador havaiano e a trincheira das Aleutas. Mapa base de "Este planeta dinâmico".

Origem das ilhas havaianas

As ilhas havaianas são o topo de montanhas vulcânicas gigantescas formadas por inúmeras erupções de lava fluida ao longo de vários milhões de anos; alguns se elevam a mais de 30.000 pés acima do fundo do mar. Esses picos vulcânicos que se elevam acima da superfície do oceano representam apenas a parte minúscula e visível de uma imensa cordilheira submarina, a cadeia havaiana Ridge-Imperador Seamount, composta por mais de 80 grandes vulcões .

O vulcão Mauna Kea, na ilha do Havaí, tem uma altitude de 13.796 pés. No entanto, a base da ilha começa cerca de 18.000 pés abaixo do nível do mar. Se a ilha do Havaí fosse considerada uma "montanha", seria a mais alta do mundo, batendo o Monte Everest em mais de 1.000 pés. Saiba mais .

Essa faixa se estende pelo fundo do Oceano Pacífico, desde as ilhas havaianas até a trincheira das Aleutas. Só o comprimento do segmento Hawaiian Ridge, entre a Ilha do Havaí e a Ilha Midway, a noroeste, é de cerca de 1.600 milhas, aproximadamente a distância de Washington, DC, a Denver, Colorado. A quantidade de lava que entrou em erupção para formar essa enorme cordilheira, cerca de 186.000 milhas cúbicas, é mais do que suficiente para cobrir o Estado da Califórnia com uma camada de uma milha de espessura.

Tipos de limites de placas: Bloqueie diagramas de limites de placas divergentes, convergentes e transformados.

Tectônica de placas e o hot spot havaiano

No início da década de 1960, os conceitos relacionados de "espalhamento do fundo do mar" e " tectônica de placas " surgiram como novas hipóteses poderosas que os geólogos usavam para interpretar as características e os movimentos da camada superficial da Terra. De acordo com a teoria das placas tectônicas, a rígida camada externa da Terra, ou "litosfera", consiste em cerca de uma dúzia de placas ou placas, cada uma com uma média de 80 a 160 quilômetros de espessura. Essas placas se movem uma em relação à outra a velocidades médias de alguns centímetros por ano - mais rápido que as unhas humanas crescem. Os cientistas reconhecem três tipos comuns de limites entre essas placas móveis (veja diagramas):

(1) Limites divergentes

As placas adjacentes se separam, como no cume do Meio-Atlântico, que separa os patins da América do Norte e do Sul dos da Eurásia e da África. Essa separação causa a "propagação do fundo do mar", pois o novo material da camada menos rígida subjacente, ou "astenosfera", preenche as rachaduras e adiciona essas placas oceânicas. Consulte: Ensinar sobre limites divergentes de placas .

(2) Fronteiras convergentes

Duas placas se movem uma em direção à outra e uma é arrastada para baixo (ou "subducida") abaixo da outra. Os limites de placas convergentes também são chamados de "zonas de subducção" e são tipificados pela Fossa das Aleutas, onde a Placa do Pacífico está sendo subdividida sob a Placa da América do Norte. O Monte St. Helens (sudoeste de Washington) e o Monte Fuji (Japão) são excelentes exemplos de vulcões de zonas de subducção formados ao longo de limites de placas convergentes. Consulte: Ensinar sobre limites de placas convergentes .

(3) Limites transformantes

Um prato desliza horizontalmente após o outro. O exemplo mais conhecido é a zona de falha de San Andreas , na Califórnia, propensa a terremotos, que marca a fronteira entre o Pacífico e as placas da América do Norte. Consulte: Ensinar sobre os limites da placa de transformação .

Placas tectônicas e vulcões ativos do mundo: A maioria dos vulcões ativos está localizada ao longo ou perto dos limites das placas tectônicas em movimento da Terra. Os vulcões havaianos, no entanto, ocorrem no meio da placa do Pacífico e são formados pelo vulcanismo sobre o "hot spot" havaiano (ver texto). Apenas alguns dos mais de 500 vulcões ativos da Terra são mostrados aqui (triângulos vermelhos). Imagem USGS. Clique para ampliar.

Terremotos e vulcões nos limites das placas

Quase todos os terremotos e vulcões ativos do mundo ocorrem ao longo ou perto dos limites das placas de deslocamento da Terra. Por que, então, os vulcões havaianos estão localizados no meio da Placa do Pacífico, a mais de 3.000 milhas da fronteira mais próxima de qualquer outra placa tectônica? Os proponentes da tectônica de placas no início não tinham explicação para a ocorrência de vulcões no interior de placas (vulcanismo "intraplaca").

A hipótese do "ponto quente"

Então, em 1963, J. Tuzo Wilson, geofísico canadense, forneceu uma explicação engenhosa no âmbito da tectônica de placas, propondo a hipótese do "ponto quente". A hipótese de Wilson chegou a ser amplamente aceita, porque concorda bem com muitos dos dados científicos sobre cadeias lineares de ilhas vulcânicas no Oceano Pacífico em geral - e nas Ilhas Havaianas em particular.

Qual é a profundidade dos pontos quentes?

De acordo com Wilson, a forma linear distinta da Cadeia Havaiana-Imperador reflete o movimento progressivo do Pacific Plate sobre um ponto quente "profundo" e "fixo". Nos últimos anos, os cientistas têm debatido sobre a (s) profundidade (s) real (is) dos pontos quentes do Havaí e outros da Terra. Eles se estendem apenas algumas centenas de quilômetros abaixo da litosfera? Ou eles se estendem por milhares de quilômetros, talvez até a fronteira do núcleo da Terra?

Os pontos quentes são movidos?

Além disso, embora os cientistas em geral concordem que os pontos quentes são fixados em posição em relação às placas de substituição mais rápidas, alguns estudos recentes mostraram que os pontos quentes podem migrar lentamente ao longo do tempo geológico. De qualquer forma, o hot spot do Havaí derrete parcialmente a região logo abaixo do Pacific Plate, produzindo pequenas bolhas isoladas de rocha derretida (magma). Menos densos que as rochas sólidas ao redor, as bolhas de magma se juntam e sobem de forma flutuante através de zonas estruturalmente fracas e, por fim, entram em erupção como lava no fundo do oceano para construir vulcões.

A Cadeia Havaiana-Imperador

Ao longo de um período de cerca de 70 milhões de anos, os processos combinados de formação de magma, erupção e movimento contínuo da Placa do Pacífico sobre o ponto estacionário deixaram a trilha de vulcões no fundo do oceano que agora chamamos de Cadeia Havaiana-Imperador. Uma curva acentuada na cadeia, a cerca de 3.200 milhas a noroeste da ilha do Havaí, foi anteriormente interpretada como uma grande mudança na direção do movimento das placas em torno de 43-45 milhões de anos atrás (Ma), conforme sugerido pelas idades dos bracketing dos vulcões. a dobra.
No entanto, estudos recentes sugerem que o segmento norte (Cadeia do Imperador) se formou à medida que o ponto quente se moveu para o sul até cerca de 45 Ma, quando se tornou fixo. Posteriormente, o movimento das placas no noroeste prevaleceu, resultando na formação da cordilheira havaiana "a jusante" do ponto de acesso.

Ponto de acesso havaiano: Uma vista em corte ao longo da cadeia de ilhas havaianas, mostrando a pluma de manto inferida que alimentou o ponto de acesso havaiano no Pacific Plate. As idades geológicas do vulcão mais antigo de cada ilha (Ma = milhões de anos atrás) são progressivamente mais antigas para o noroeste, consistente com o modelo de hot spot para a origem da cadeia montanhosa do imperador do cume-imperador do Havaí. Modificado da imagem de Joel E. Robinson, USGS, no mapa "This Dynamic Planet" de Simkin e outros, 2006.

Monte submarino Loihi: Um vulcão submarino ativo na costa sul da Grande Ilha do Havaí. Imagem Creative Commons de Kmusser. Clique para ampliar.

Idade das Ilhas

A ilha do Havaí é a ilha mais jovem e sudeste da cadeia. A parte sudeste da ilha do Havaí atualmente domina o ponto quente e ainda usa a fonte de magma para alimentar seus vulcões ativos. Lö'ihi Seamount , o vulcão submarino ativo na costa sul da Ilha do Havaí, pode marcar o início da zona de formação de magma na borda sudeste do hot spot. Com a possível exceção de Maui, as outras ilhas havaianas se moveram para noroeste além do ponto quente - foram sucessivamente isoladas da fonte de magma que os sustentava e não são mais ativas vulcanicamente.
 
A deriva progressiva do noroeste das ilhas desde o ponto de origem sobre o ponto quente é bem demonstrada pelas idades dos principais fluxos de lava nas várias ilhas havaianas do noroeste (mais antigas) para o sudeste (mais jovens), dados em milhões de anos: Ni 'ihau e Kaua'i, 5,6 a 3,8; O'ahu, 3,4 a 2,2; Moloka'i, 1,8 a 1,3; Maui, 1,3 a 0,8; e Havaí, menos de 0,7 e ainda crescendo.
 
Mesmo para a ilha do Havaí, as idades relativas de seus cinco vulcões são compatíveis com a teoria dos pontos quentes (ver mapa, página 3). Kohala, no canto noroeste da ilha, é a mais antiga, tendo cessado a atividade eruptiva cerca de 120.000 anos atrás. O segundo mais antigo é o Mauna Kea, que entrou em erupção há cerca de 4.000 anos; o próximo é Hualälai, que teve apenas uma erupção (1800-1801) na história escrita. Por fim, Mauna Loa e Kïlauea têm sido vigorosa e repetidamente ativa nos últimos dois séculos. Por estar crescendo no flanco sudeste de Mauna Loa, acredita-se que Kïlauea seja mais jovem que seu grande vizinho.
 
O tamanho do hot spot havaiano não é bem conhecido, mas provavelmente é grande o suficiente para abranger e alimentar os vulcões atualmente ativos de Mauna Loa, Kïlauea, Lö'ihi e, possivelmente, também Hualälai e Haleakalä. Alguns cientistas estimaram que o ponto quente do Havaí tenha cerca de 320 quilômetros de diâmetro, com passagens verticais muito mais estreitas que alimentam magma para os vulcões individuais.

Fossa das Marianas: o ponto mais profundo da Terra

 

A Fossa das Marianas é um vale em forma de arco que se estende aproximadamente de nordeste a sudoeste por 2.550 km; sua largura ultrapassa 50 km. Enquanto milhares de alpinistas escalaram com sucesso o Monte Everest, o ponto mais alto da Terra, apenas três pessoas desceram ao ponto mais profundo da Fossa das Marianas conhecido por “Challenger Deep”, a leste das 14 ilhas Marianas e 340 km a sudoeste de Guam, no Oceano Pacífico.

O ponto mais profundo da Fossa das Marianas é também o ponto mais profundo da Terra, com cerca de 11.000 m (as estimativas variam). Foi nomeado após o navio de exploração britânico HMS Challenger II, medir a profundidade da fossa utilizando um ecobatímetro, em 1951.

Figura 01: Localização da Fossa das Marianas (Mariana Trench).

A primeira vez que humanos desceram ao “Challenger Deep” foi mais de 50 anos atrás. Em 1960, Jacques Piccard e o tenente da marinha Don Walsh chegaram ao local em um submersível da Marinha dos EUA, um batiscafo chamado Trieste. Após uma descida de cinco horas, os dois passaram apenas 20 minutos no fundo e não puderam tirar nenhuma fotografia devido às nuvens de limo provocadas pela passagem.

Formação

A fossa das Marianas não é realmente o sulco profundo e estreito que a palavra “fossa” implica. Em vez disso, o abismo marca a localização de uma zona de subducção oceano-oceano. Zonas de subducção desse tipo ocorrem onde uma parte do fundo do mar – neste caso, a placa do Pacífico – mergulha abaixo de outra –no caso, a placa Filipina. Embora as forças tectônicas acabem por deformar a placa do Pacífico de modo que ela faça um mergulho quase vertical no interior da Terra, no nível do leito marinho a placa mergulha em um ângulo relativamente suave.

Figura 2: Seção transversal geológica mostrando a Placa do Pacífico (à direita) sendo subduzida sob a Placa Filipina (esquerda) na Fossa das Marianas. Isso provoca o derretimento que gera magma para o arco vulcânico de Mariana. Figura modificada de Hussong e Fryer, 1981.

“Uma placa tectônica é um enorme pedaço de rocha, com 97 km ou mais de espessura. Para que isso afunde na terra, ele tem que se inclinar para baixo, e essas são curvas muito suaves”.

Uma razão pela qual a Fossa das Marianas é tão profunda, ele acrescentou, é porque o Pacífico ocidental é o lar de alguns dos mais antigos fundos marinhos do mundo, cerca de 180 milhões de anos – Robert Stern, geofísico da Universidade do Texas, em Dallas.

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A Fossa das Marianas é um ambiente muito frio e altamente pressurizado – a pressão é mais de 1.000 vezes maior que a pressão que sentimos ao nível do mar. Apesar destas condições inóspitas do fundo do mar, é o lar de milhares de espécies de invertebrados e peixes incomuns. Estes incluem espécies mais comuns, como solha e linguado, bem como o bizarro peixe-pescador, que usa uma protusão bioluminescente (luz produzida por um organismo vivo) para atrair sua presa.

Figura 03: Peixe-Pescador.

Os habitantes microscópicos da Fossa das Marianas podem até mesmo lançar luz sobre o surgimento da vida na Terra. Alguns pesquisadores, como Patricia Fryer, da Universidade do Havaí, especularam que amostras de serpentina localizadas perto de fossas oceânicas, em vulcões de lama,  poderiam ter fornecido as condições adequadas para as primeiras formas de vida de nosso planeta. Além disso, estudar rochas do local pode levar a uma melhor compreensão dos terremotos que criam os tsunamis poderosos e devastadores vistos ao redor do Pacífico, dizem geólogos.

Se o Monte Everest, o ponto mais alto da Terra, com 8.850 m de altitude, fosse colocado na Fossa das Marianas, ainda restariam mais de 2.000 m de água acima dele.

Figura 04: Ilustração da descida colossal de 2 horas e 36 minutos até ao fundo, que vai além dos últimos vestígios de luz solar a 1000 m, além do nível de profundidade do local onde o Titanic “descansa”, a aproximadamente 3800 m e além da altura do Everest (8850 m).

Em 1984, japoneses enviaram uma embarcação de pesquisa altamente especializada para a Fossa das Marianas e coletaram alguns dados usando um equipamento chamado de ecobatímetro estreito de múltiplos feixes.

O que um ecobatímetro faz é enviar ondas sonoras de alta frequência (fora do alcance da audição humana) através da água até o fundo do oceano. As ondas sonoras viajam através da água, ainda mais rapidamente do que viajam pelo ar, e saltam de objetos sólidos, como o fundo do oceano. 

O ecobatímetro mede precisamente quanto tempo leva para as ondas sonoras retornarem à superfície e determina a profundidade com base na taxa de retorno. Essas sondagens são plotadas em um gráfico por um computador para fazer um “mapa de eco” do fundo do oceano. A medida mais profunda do “Challenger Deep” atualmente disponível foi tomada pelos japoneses e foi de 10.923 m.

Figura 05: Uma ilustração que descreve a capacidade de mapeamento subaquático do USNS Bowditch (T-AGS 62) e outros navios de sua classe. Existem 5 navios nesta classe. Ilustração gráfica da Marinha dos EUA.

Em 25 de março de 2012, James Cameron, conhecido como diretor de filmes como “Titanic” e “Avatar”, se tornou a terceira pessoa – e o único a viajar sozinho – a visitar o “Challenger Deep”, a 11 km abaixo da superfície do Oceano Pacífico. Com a ajuda do Acheron Project, sediado na Austrália, o diretor projetou o Deepsea Challenger, um submersível de descida vertical única, equipado com câmeras HD 3D [1], ferramentas para coletar amostras científicas [2] e, especialmente, baterias projetadas, alojadas em caixas plásticas, preenchidas com óleo de silicone [3]. Em vez de construir o submarino de aço e usar espuma para torná-lo neutro e flutuante, a Acheron criou uma nova espuma sintética – resina epóxi contendo microesferas de vidro oco – que serve como principal material estrutural [4]. Cameron sentou-se em uma esfera de aço com 2,5 polegadas de espessura e 43 polegadas de diâmetro  [5], onde ele controlava o submarino com joysticks.

O Deepsea Challenger chegou ao fundo em 2,5 horas com a ajuda de mais de 453 kg de aço [6]. Cameron teve que ressurgir após 3 horas no fundo do mar por causa de um vazamento hidráulico – ele acionou um interruptor para descartar os pesos e subiu em 70 minutos – mas, de modo geral, o submarino funcionou conforme o planejado.

Figura 06: Mapa da descida de James Cameron ao “Challenger Deep”. LANA BRAGINA/DOGO

REFERÊNCIAS

BILL CHADWICK, Oregon State University and NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory. Disponível em: <https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/14fire/background/seamounts/seamounts.html>.

DEEPSEA CHALLENGE, National Geographic. All rights reserved. Disponível em: <http://www.deepseachallenge.com/the-expedition/mariana-trench/>.

ERIN MCCARTHY, James Cameron’s Deep-Ocean Dive, Diagrammed. Disponível em: <https://www.popularmechanics.com/science/environment/a7863/james-camerons-deep-ocean-dive-diagrammed-9479167/>.

 RICHARD A. LOVETT, National Geographic News. All rights reserved. Disponível em:<https://news.nationalgeographic.com/news/2012/04/120405-james-cameron-mariana-trench-deepsea-challenger-oceans-science/>.

WWF (panda.org). © Some rights reserved. Disponível em:<http://wwf.panda.org/knowledge_hub/teacher_resources/best_place_species/current_top_10/mariana_trench.cfm>.

08 Agosto

Fossa das Marianas: o ponto mais profundo da Terra

A Fossa das Marianas é um vale em forma de arco que se estende aproximadamente de nordeste a sudoeste por 2.550 km; sua largura ultrapassa 50 km. Enquanto milhares de alpinistas escalaram com sucesso o Monte Everest, o ponto mais alto da Terra, apenas três pessoas desceram ao ponto mais profundo da Fossa das Marianas conhecido por “Challenger Deep”, a leste das 14 ilhas Marianas e 340 km a sudoeste de Guam, no Oceano Pacífico.

O ponto mais profundo da Fossa das Marianas é também o ponto mais profundo da Terra, com cerca de 11.000 m (as estimativas variam). Foi nomeado após o navio de exploração britânico HMS Challenger II, medir a profundidade da fossa utilizando um ecobatímetro, em 1951.

Figura 01: Localização da Fossa das Marianas (Mariana Trench).

A primeira vez que humanos desceram ao “Challenger Deep” foi mais de 50 anos atrás. Em 1960, Jacques Piccard e o tenente da marinha Don Walsh chegaram ao local em um submersível da Marinha dos EUA, um batiscafo chamado Trieste. Após uma descida de cinco horas, os dois passaram apenas 20 minutos no fundo e não puderam tirar nenhuma fotografia devido às nuvens de limo provocadas pela passagem.

Formação

A fossa das Marianas não é realmente o sulco profundo e estreito que a palavra “fossa” implica. Em vez disso, o abismo marca a localização de uma zona de subducção oceano-oceano. 

Zonas de subducção desse tipo ocorrem onde uma parte do fundo do mar – neste caso, a placa do Pacífico – mergulha abaixo de outra –no caso, a placa Filipina. Embora as forças tectônicas acabem por deformar a placa do Pacífico de modo que ela faça um mergulho quase vertical no interior da Terra, no nível do leito marinho a placa mergulha em um ângulo relativamente suave.

Figura 2: Seção transversal geológica mostrando a Placa do Pacífico (à direita) sendo subduzida sob a Placa Filipina (esquerda) na Fossa das Marianas. Isso provoca o derretimento que gera magma para o arco vulcânico de Mariana. Figura modificada de Hussong e Fryer, 1981.

“Uma placa tectônica é um enorme pedaço de rocha, com 97 km ou mais de espessura. Para que isso afunde na terra, ele tem que se inclinar para baixo, e essas são curvas muito suaves”.

Uma razão pela qual a Fossa das Marianas é tão profunda, ele acrescentou, é porque o Pacífico ocidental é o lar de alguns dos mais antigos fundos marinhos do mundo, cerca de 180 milhões de anos – Robert Stern, geofísico da Universidade do Texas, em Dallas.

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A Fossa das Marianas é um ambiente muito frio e altamente pressurizado – a pressão é mais de 1.000 vezes maior que a pressão que sentimos ao nível do mar. Apesar destas condições inóspitas do fundo do mar, é o lar de milhares de espécies de invertebrados e peixes incomuns. Estes incluem espécies mais comuns, como solha e linguado, bem como o bizarro peixe-pescador, que usa uma protusão bioluminescente (luz produzida por um organismo vivo) para atrair sua presa.

Figura 03: Peixe-Pescador.

Os habitantes microscópicos da Fossa das Marianas podem até mesmo lançar luz sobre o surgimento da vida na Terra. Alguns pesquisadores, como Patricia Fryer, da Universidade do Havaí, especularam que amostras de serpentina localizadas perto de fossas oceânicas, em vulcões de lama,  poderiam ter fornecido as condições adequadas para as primeiras formas de vida de nosso planeta. Além disso, estudar rochas do local pode levar a uma melhor compreensão dos terremotos que criam os tsunamis poderosos e devastadores vistos ao redor do Pacífico, dizem geólogos.

Se o Monte Everest, o ponto mais alto da Terra, com 8.850 m de altitude, fosse colocado na Fossa das Marianas, ainda restariam mais de 2.000 m de água acima dele.

Figura 04: Ilustração da descida colossal de 2 horas e 36 minutos até ao fundo, que vai além dos últimos vestígios de luz solar a 1000 m, além do nível de profundidade do local onde o Titanic “descansa”, a aproximadamente 3800 m e além da altura do Everest (8850 m).

Em 1984, japoneses enviaram uma embarcação de pesquisa altamente especializada para a Fossa das Marianas e coletaram alguns dados usando um equipamento chamado de ecobatímetro estreito de múltiplos feixes.

O que um ecobatímetro faz é enviar ondas sonoras de alta frequência (fora do alcance da audição humana) através da água até o fundo do oceano. As ondas sonoras viajam através da água, ainda mais rapidamente do que viajam pelo ar, e saltam de objetos sólidos, como o fundo do oceano. 

O ecobatímetro mede precisamente quanto tempo leva para as ondas sonoras retornarem à superfície e determina a profundidade com base na taxa de retorno. Essas sondagens são plotadas em um gráfico por um computador para fazer um “mapa de eco” do fundo do oceano. A medida mais profunda do “Challenger Deep” atualmente disponível foi tomada pelos japoneses e foi de 10.923 m.

Figura 05: Uma ilustração que descreve a capacidade de mapeamento subaquático do USNS Bowditch (T-AGS 62) e outros navios de sua classe. Existem 5 navios nesta classe. Ilustração gráfica da Marinha dos EUA.

Em 25 de março de 2012, James Cameron, conhecido como diretor de filmes como “Titanic” e “Avatar”, se tornou a terceira pessoa – e o único a viajar sozinho – a visitar o “Challenger Deep”, a 11 km abaixo da superfície do Oceano Pacífico. 

Com a ajuda do Acheron Project, sediado na Austrália, o diretor projetou o Deepsea Challenger, um submersível de descida vertical única, equipado com câmeras HD 3D [1], ferramentas para coletar amostras científicas [2] e, especialmente, baterias projetadas, alojadas em caixas plásticas, preenchidas com óleo de silicone [3]. Em vez de construir o submarino de aço e usar espuma para torná-lo neutro e flutuante, a Acheron criou uma nova espuma sintética – resina epóxi contendo microesferas de vidro oco – que serve como principal material estrutural [4]. Cameron sentou-se em uma esfera de aço com 2,5 polegadas de espessura e 43 polegadas de diâmetro  [5], onde ele controlava o submarino com joysticks.

O Deepsea Challenger chegou ao fundo em 2,5 horas com a ajuda de mais de 453 kg de aço [6]. Cameron teve que ressurgir após 3 horas no fundo do mar por causa de um vazamento hidráulico – ele acionou um interruptor para descartar os pesos e subiu em 70 minutos – mas, de modo geral, o submarino funcionou conforme o planejado.

Figura 06: Mapa da descida de James Cameron ao “Challenger Deep”. LANA BRAGINA/DOGO

REFERÊNCIAS

BILL CHADWICK, Oregon State University and NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory. Disponível em: <https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/14fire/background/seamounts/seamounts.html>.

DEEPSEA CHALLENGE, National Geographic. All rights reserved. Disponível em: <http://www.deepseachallenge.com/the-expedition/mariana-trench/>.

ERIN MCCARTHY, James Cameron’s Deep-Ocean Dive, Diagrammed. Disponível em: <https://www.popularmechanics.com/science/environment/a7863/james-camerons-deep-ocean-dive-diagrammed-9479167/>.

 RICHARD A. LOVETT, National Geographic News. All rights reserved. Disponível em:<https://news.nationalgeographic.com/news/2012/04/120405-james-cameron-mariana-trench-deepsea-challenger-oceans-science/>.

WWF (panda.org). © Some rights reserved. Disponível em:<http://wwf.panda.org/knowledge_hub/teacher_resources/best_place_species/current_top_10/mariana_trench.cfm>.

Cientistas encontram peixe que vive na maior profundidade já registrada

Nova espécie foi encontrada a oito mil metros da superfície

O PEIXE-CARACOL MARIANA (PSEUDOLIPARIS SWIREI) FOI ENCONTRADO A MAIS DE 8 MIL METROS DE PROFUNDIDADE. (FOTO: UNIVERSIDADE DE WASHINGTON)

Não se iluda pela aparência. Ele é molengo, pegajoso, quase transparente e cabe na palma da mão. Parece até um girino que deu errado. A aparente fragilidade, no entanto, esconde uma característica única: é o peixe que consegue viver em maior profundidade do oceano já registrado.

Ele foi encontrado próximo às Filipinas, no Oceano Pacífico, em um local conhecido como Fossa de Mariana. É o ponto mais profundo do oceano, ultrapassando 11 mil metros abaixo da superfície. A oito mil metros de profundidade, onde foi encontrado, a pressão é 800 vezes maior que a do nível do mar, a escuridão é completa, e a água muito gelada, beirando zero grau.

“Esse é o peixe mais profundo já coletado do leito do oceano, e nós estamos muito empolgados por ter um nome oficial”, afirmou o autor do estudo, Mackenzie Gerringer, pesquisador da Universidade de Washington, sobre a nova espécie, batizada de Mariana.

“Ele não parece muito robusto ou forte para viver em um ambiente tão extremo, mas são extremamente bem sucedidos”.

O peixe-caracol Mariana (Pseudoliparis swirei) estava no meio de outros 37 espécies coletadas em expedições realizadas em 2014 e 2017, de profundezas que variaram de 6.900 metros a 8.000 metros.

ESCANEAMENTO 3D DO PEIXE MARIANA (FOTO: UNIVERSIDADE DE WASHINGTON

Depois foram submetidos a análises de DNA e escaneamento 3D para observar as estruturas do esqueleto e da pele desses animais, o que ajudou a determinar as novas espécies.

Mas nenhuma tão interessante quanto Mariana. “Peixes-caracóis se adaptaram a ir mais fundo que qualquer outro peixe. Ali eles estão livre de predadores, e o formato em funil das fossas submarinas indica que li tem muito mais comida”, conta Thomas Linley, co-autor do estudo, da Universidade de Newcastle.

“Tem diversos invertebrados e o peixe-caracol é o maior predador. Eles são ativos e parecem muito bem alimentados”.

Uma outra expedição, posterior, organizada por pesquisadores da Universidade de Aberdeen, filmou os peixes em seu habitat natural.

Apesar de ser o peixe que vive nas maiores profundidades, Mariana ainda está a alguns milhares de metros de ser a forma de vida mais profunda. Bactérias superam os 10 mil metros de profundidade, enquanto mini-crustáceos ficam um pouco acima.

Apesar de terem pouca esperanças de encontrarem novos peixes vivendo ainda mais longe da superfície, os pesquisadores estão em constante busca por novas formas de vida. “Há um monte de surpresas nos esperando”, disse Gerringer.

“É incrível ver o que vive por lá. Nòs pensamos que é um ambiente difícil por ser tão extremo para a gente, mas há todo um grupo de organismos que são felizes lá embaixo”.

NASA

O carbono atmosférico no ano passado atingiu níveis não vistos em 800.000 anos

By Elizabeth GamilloAug. 2, 2018 , 5:30 PM

A concentração de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera da Terra atingiu 405 partes por milhão (ppm) no ano passado, um nível não visto em 800 mil anos, de acordo com um novo relatório. Foi também o ano mais quente registrado que não apresentou o padrão climático global conhecido como El Niño, que é impulsionado por águas oceânicas mais quentes que o normal no Oceano Pacífico, conclui o Estado do Clima em 2017, a 28ª edição de uma edição anual. compilação publicada pela Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA).

No geral, 2017 classificou como o segundo ou terceiro ano mais quente, dependendo de qual medida é usada, desde que os pesquisadores começaram a manter registros robustos em meados do século XIX. Mesmo que a humanidade “parasse os gases do efeito estufa em suas atuais concentrações, a atmosfera continuaria a aquecer nas próximas duas décadas a talvez um século”, disse Greg Johnson, oceanógrafo do Laboratório Ambiental Marinho do Pacífico da NOAA em Seattle, Washington, durante um press call ontem sobre o relatório.

O documento robusto inclui dados compilados por 524 cientistas que trabalham em 65 países. Alguns destaques:

• As concentrações atmosféricas de CO2 - o principal gás do aquecimento planetário - aumentaram 2,2 ppm no ano passado em 2016. Níveis semelhantes foram alcançados pela última vez há pelo menos 800 mil anos, segundo dados obtidos de bolhas de ar presas em antigos núcleos de gelo.
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• As concentrações atmosféricas de metano e óxido nitroso - ambos potentes gases de aquecimento - foram as mais altas já registradas. Níveis de metano aumentada em 2017 por 6,9 partes por bilião (ppb), para 1849,7 ppb, em comparação com os níveis de 2016. O óxido nitroso aumentou de 0,9 ppb, a 329,8 ppb.
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O ano passado também marcou o fim de um evento mundial de branqueamento de corais que durou três anos. O branqueamento de corais ocorre quando a água do mar se aquece, fazendo com que os corais libertem algas que vivem dentro dos seus tecidos, tornando o coral branco e por vezes resultando na morte do coral. Foi o mais longo evento de branqueamento documentado. 

 

A precipitação global em 2017 ficou acima da média de longo prazo. A Rússia teve seu segundo ano mais chuvoso desde 1900. Partes da Venezuela, Nigéria e Índia também experimentaram chuvas e enchentes mais pesadas do que o normal.
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Temperaturas mais altas contribuíram para surtos de incêndios em todo o mundo. Os Estados Unidos sofreram uma temporada extrema de incêndios florestais que queimaram 4 milhões de hectares e causaram mais de US $ 18 bilhões em danos. A região amazônica sofreu cerca de 272.000 incêndios florestais. No Alasca, temperaturas recordes de permafrost foram registradas em cinco dos seis observatórios do permafrost. Quando descongelado, o permafrost libera CO2 e metano na atmosfera e pode contribuir para o aquecimento global.
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O gelo do mar Ártico foi atingido. A extensão do gelo do mar atingiu uma baixa de 38 anos, e foi 8% abaixo da extensão média relatada para 1981 a 2010. A cobertura de neve da primavera no Ártico, no entanto, foi maior que a média de 1981 a 2010, e a camada de gelo da Groenlândia recuperada de uma baixa massa recorde relatada em 2016. 2017 foi também o segundo ano mais quente já registrado no Ártico. Muitos países relataram estabelecer recordes de alta temperatura, incluindo Argentina, Uruguai, Espanha, Bulgária e México.

O Rio Paleo-Bell: a Amazônia desaparecida da América do Norte

O rio Saskatchewan Norte (em primeiro plano), em sua confluência com o rio Alexandra, próximo às nascentes dos rios nas Montanhas Rochosas canadenses, faz parte do sistema do rio Saskatchewan, que junto com a bacia do Rio Nelson é o último remanescente do outrora poderoso Paleo. -Sistema do rio da Bell. Credit: Yvesgagnon1974/istockphoto.com.

 

By Lionel Jackson

No ensino médio, a maioria dos estudantes aprendeu que o rio Amazonas é o mais poderoso dos rios da Terra. Sua vazão média para o oceano de cerca de 209.000 metros cúbicos por segundo é maior do que as descargas combinadas dos seis maiores rios do mundo. Seus afluentes mais distantes se elevam nos Andes, a algumas centenas de quilômetros do Oceano Pacífico, e drena uma área de cerca de 7 milhões de quilômetros quadrados, ao cruzar a América do Sul para o Atlântico. A Amazônia supera o maior sistema fluvial da América do Norte, o Mississippi, que drena menos da metade da área da Amazônia e libera cerca de um décimo da quantidade de água.

Os cientistas da Terra podem fazer uma pausa para se perguntar por que a América do Norte não tem uma bacia fluvial de escala semelhante à da Amazônia, seguindo a mesma história geológica dos dois continentes: tanto a América do Norte quanto a América do Sul se deslocaram para o oeste com a abertura. do Oceano Atlântico, e teve interações comparáveis ​​com as placas tectônicas subjacentes ao Oceano Pacífico. Essas interações resultaram em uma cordilheira de montanha contínua ao longo das margens ocidentais de ambos os continentes, e em cada caso, a drenagem da cordilheira fluiu para o leste, através de plataformas sedimentares e escudos pré-cambrianos. De fato, a América do Norte tinha um sistema fluvial tão extenso. De cerca de 50 milhões a 3 milhões de anos atrás, esse sistema drenou uma área maior que a atual Amazônia, antes de ser suplantada pelos modernos sistemas fluviais do continente durante o Pleistoceno. Nos últimos anos, conforme os detalhes desse antigo gigante fluvial surgiram, tornou-se conhecido como o rio Paleo-Bell em homenagem ao geólogo canadense Robert Bell, que apresentou pela primeira vez evidências de sua existência.

Amazônia da América do Norte hipnotizada

Robert Bell nasceu em Toronto em 1841, menos de um ano antes da fundação do Serviço Geológico do Canadá (GSC), uma organização à qual dedicaria 50 anos de serviço. Ele primeiro provou a aventura da exploração geológica como assistente de campo adolescente de Sir William Logan, que fundou o GSC. Após a formação universitária da Bell e vários anos como professor universitário, ele se juntou ao GSC e iniciou pesquisas de reconhecimento da geologia, flora, fauna, povos indígenas e potencial agrícola das vastas regiões que drenaram para a Baía de Hudson.

Todo verão, Bell e outros cientistas do GSC desapareciam na região norte do Canadá, viajando de barco, de canoa ou a cavalo. Como apenas mapas rudimentares das rotas de exploração e comércio associados ao comércio de peles existiam em grande parte dessa região, as partes de campo geralmente faziam mapas topográficos e mapas geológicos à medida que prosseguiam. Doença ou lesão no campo, por vezes, resultou em morte; Um Bell proativo obteve um diploma em medicina em 1878 para lidar com essas eventualidades. De 1884 a 1885, ele foi para o mar como oficial médico e científico em navios de pesquisa explorando a oceanografia da Baía de Hudson e do Estreito de Hudson, que separa Labrador da Ilha de Baffin e é a saída da baía para o Oceano Atlântico.

Robert Bell (kneeling, center left, with beard) poses with his field party in 1883. Credit: Geological Survey of Canada/Library and Archives Canada.

 

During their explorations on land and at sea, Bell and his GSC colleagues keenly observed evidence of past glaciations of the landscape. They, in association with the U.S. Geological Survey and university colleagues, eventually outlined the limits of glaciation and compiled evidence of ice flow directions across North America.
Bell integrated his 25 years of fieldwork and that of fellow GSC explorer-scientists in reconstructing the patterns of drainage that existed prior to glaciation. In May 1895, at the annual meeting of the Royal Society of Canada, he made a bold hypothesis: There had been a great preglacial river basin that drained into a trunk stream that traversed what is now Hudson Bay and exited into the Atlantic Ocean through Hudson Strait. The basin of this river would have extended east from the Canadian Rocky Mountains and from the north central United States to what is now the Mackenzie River Basin — North America’s second largest river basin, which drains into the Arctic Ocean. Bell did not know how and why the relatively shallow Hudson Bay was once above sea level, but his paleo-drainage reconstruction indicated that it had been — and in relatively recent geologic time.
Within a few years, A.W.G. Wilson of McGill University cited extensive evidence that the Canadian Shield, eroded to a nearly flat surface, had been broadly uplifted and warped in geologically recent time. This notion supported Bell’s view that Hudson Bay had been above sea level prior to glaciation. Why this uplift occurred and why the contemporary Hudson Bay lay below sea level were still not known to Bell and Wilson. Despite such knowledge gaps, Bell — like many great scientists before him — had seen the larger picture. And over the next century, his “great preglacial river” was slowly corroborated as geologists investigated North America’s ancient past for a variety of reasons, from seeking oil and gas to searching for diamonds.

Evidence of Bell’s River in the West

Early in the exploration of the American and Canadian west, geologists recognized that an interior seaway once stretched from the Arctic Ocean to the Gulf of Mexico, between the rising cordillera to the west and the Canadian Shield and Appalachian Mountains to the east. The seaway existed during the Late Cretaceous from about 90 million to 70 million years ago. Dinosaurs roamed its forested shores, and the forests shed pollen into the adjacent sea that was buried amid seafloor sediments. This fossil pollen also played a large role as evidence for the existence of the Paleo-Bell River.

By the early Cenozoic Era, about 50 million to 60 million years ago, the seaway had become dry land as erosion of the eastern margin of the young cordillera resulted in the growth of massive alluvial fans that filled the seaway and spread eastward toward the Canadian Shield and what is now Hudson Bay. These fans would have been of comparable scale to the modern delta of the Ganges-Brahmaputra River in Bangladesh and northeastern India, which drains much of the Himalayas today. The erosion of the mountains and growth of the deltas established the west-to-east drainage pattern that gave rise to the Paleo-Bell River system (drainage had been east to west prior to the rise of the cordillera).

Lithified gravel caps the Cypress Hills in southwest Saskatchewan. The gravel was deposited by a large braided river — likely ancestral to the modern Yellowstone River — that was one of the main tributaries to the Paleo-Bell River circa 30 million years ago. The detail view (A) shows colorful quartzite and argillite clasts derived from the Proterozoic Belt Supergroup. The nearest likely sources of these clasts are 300 kilometers to the southwest. Credit: David Sauchyn, University of Regina.

 

Subsequent regional uplift of the interior plains of North America resulted in the erosion of much of these fan sediments as well as some of the underlying seaway sediments. However, scattered across the interior plains of the northern U.S. and Canada are remnants of some of the earliest deposits laid down by the Paleo-Bell River system. One of the best-known examples is from the Cypress Hills in southwestern Saskatchewan and southeastern Alberta, Canada, about 70 kilometers north of the Montana border. Today, the hills rise about 300 meters above the surrounding plains, but in the past, the summits of this upland area were high enough to rise above the kilometers-thick continental glaciers of the last several million years.

In the 1880s, pioneering geologist R.G. McConnell, a colleague of Bell, noted that the upland was capped by distinctive reddish, quartz-rich gravels. These gravels are largely derived from the Belt Supergroup, a massive assemblage of sedimentary and mafic volcanic rocks deposited about 1.4 billion years ago and which underlie the spectacular mountains of Montana’s Glacier National Park and much of the adjacent Rockies. The nearest outcrops of Belt rocks to the Cypress Hills, however, occur hundreds of kilometers southwest of the hills. These gravels were recognized as having been transported across the braided flood plain of a great river — apparently an ancestor of the Yellowstone River system — that flowed northeastward toward Hudson Bay. Subsequently, fossil mammal remains from between 30 million and 10 million years ago in the Oligocene and Miocene were identified in these gravels. And in a 2013 article in GSA Today, geologist James Sears of the University of Montana concluded that the drainage basin associated with these gravels may at times have extended as far south as what is now the Grand Canyon region. (see sidebar below)

A generalized reconstruction of Paleo-Bell River drainage and evolution of other major rivers in western and northern North America, after James Sears and others. By the Miocene, the Paleo-Bell River Basin reached its greatest extent. Rifts like the Rio Grande and Great Basin created an ancestral Colorado River that was yet to establish a course to the Pacific (location 1). Instead, it flowed north from the Grand Canyon region through structurally controlled valleys and into the larger Paleo-Bell River Basin via an ancestral Yellowstone River, whose gravels cap the Cypress Hills. This route was blocked by eruptions of lava in the Snake River Plain (location 2) associated with the Yellowstone Hot Spot. Repeated glaciation starting about 2.6 million years ago diverted north-flowing rivers like the Paleo-Yellowstone along ice sheet margins (location 3) to form the Missouri River. The ice sheets also disrupted the Paleo-Bell River Basin, causing river sedimentation to cease in the Saglek Basin. The Mackenzie River Basin was created, leaving the Saskatchewan/Nelson River Basin as the last remnant of North America's Amazon. Credit: K. Cantner, AGI and Lionel Jackson, based on Sears, GSA Today, 2013.

Uplands similar in age to the Cypress Hills are found scattered amid the interior plains to north of the Arctic Circle and document other branches of a former vast river system that flowed east toward Hudson Bay from the Eocene through the Pliocene epochs (about 55 million to 3 million years ago). By the start of regional glaciation about 2.6 million years ago, the areas between these uplands were eroded down to about the level of the interior plains and adjacent Canadian Shield today. However, virtual time capsules of Eocene sediments, complete with vegetation, were preserved by volcanism that emplaced diamonds in what is today Canada’s Northwest Territories. Diamond exploration and mining in the Lac de Gras diamond fields, for example, has inadvertently yielded fascinating information about climatic conditions in the Paleo-Bell River Basin tens of millions of years ago (see sidebar below).

Through the Pleistocene, the periodic spread of ice sheets over most of what is now Canada and the northern U.S. eventually disrupted some rivers of the Paleo-Bell system, such as the early Yellowstone River, diverting these flows from their northeastward courses more to the east, into what would become the Missouri River, the path of which largely marks the margin of past ice sheets. Rivers farther north in the Paleo-Bell system, meanwhile, may have re-established their prior routes during intervals between glacial episodes until they assumed their current courses.

The Paleo-Bell’s Mouth Is Discovered

During the 20th century, the search for new sources of oil and gas, and advances in offshore drilling technology, opened up deeper and stormier seas to geologic exploration. By the 1970s, the continental shelves of Labrador and Baffin Island had become prospects for exploration. Drilling and seismic investigations revealed that the area was underlain by millions of cubic kilometers of sediments deposited during and after the opening of the North Atlantic, beginning about 140 million years ago. N.J. McMillan, then with Aquitaine Petroleum in Calgary, compiled existing drilling data and geophysical data for the region and identified a large package of sandy and muddy sediments in the Saglek Basin, which lies beneath the Labrador Sea at the mouth of Hudson Strait. These sediments — totaling an estimated 2.5 million cubic kilometers — were deposited between about 55 million and 5 million years ago.

Uninhabited Salisbury Island, part of the Canadian territory of Nunavut, is in the Hudson Strait, which flows between Hudson Bay and the Labrador Sea. Research in the 1970s and ‘80s revealed that the Hudson Strait’s entry into the sea — an area known as Saglek Basin — was the mouth of the Paleo-Bell River. Credit: Doc Searls, CC BY 2.0.

Erosion of adjacent uplands in Labrador and on Baffin Island during this time was inadequate to account for the vast amount of sedimentary material in the Saglek Basin. McMillan recognized that one of Earth’s largest rivers must have discharged into the Atlantic Ocean during that interval. The area corresponded well with the mouth of Hudson Strait, where Robert Bell had placed the mouth of his great preglacial river. In his landmark paper published by the Canadian Society of Petroleum Geologists in 1973, McMillan revived and expanded on Bell’s earlier hypothesis. McMillan’s hypothesis was subsequently corroborated by research carried out in the 1980s by V. Eileen Williams at the University of British Columbia.

Williams separated and studied fossil pollen grains, called palynomorphs, from drill cores obtained from exploratory oil and gas drilling in the late 1970s and early ‘80s in the Saglek Basin. Although the sediments contained pollen as young as about 5 million years old, there was a significant amount of recycled palynomorphs dating from the Mesozoic Era throughout younger sediments associated with the Paleo-Bell River. Studies of modern rivers, such as the Mississippi and Orinoco, have shown that fossil palynomorphs are commonly eroded from sedimentary rocks and transported thousands of kilometers and redeposited (see sidebar below). In the case of the ancient pollen found in the Saglek Basin, Williams concluded that these palynomorphs had eroded from sediments originally deposited in the former North American Interior Seaway. The age range of the younger palynomorphs constrained the duration over which the preglacial river existed to 40 million to 50 million years. By comparison, the delta of the Amazon River has recently been shown to have been in existence for only about 11.5 million years.

The Paleo-Bell Gives Way to the Mackenzie

Alejandra Duk-Rodkin sits in the Painted Mountains of the Northwest Territories, Canada, a site near the former headwaters of a branch of the Paleo-Bell River that’s now within the Mackenzie River Basin. Credit: courtesy of Alejandra Duk-Rodkin.

The Pleistocene ice ages, starting about 2.6 million years ago, spelled the end for the Bell River. Ten ice sheets formed over North America during the past million years alone, and many others formed prior to that. The full extent of glacial erosion over Hudson Bay and the Canadian Shield over this period is debated, but the Hudson Bay area likely experienced hundreds of meters of erosion, as well as substantial isostatic depression from the weight of several kilometers of overlying ice (Hudson Bay is still rebounding from unloading of the last ice sheet). As a result, Hudson Bay was inundated by the sea, and rivers began draining directly into it during interglacial periods, cutting off sedimentation to the Saglek Basin.

The Saskatchewan and Nelson river systems, which drain much of Alberta, Saskatchewan and Manitoba, and part of North Dakota, are the last remnants of the Paleo-Bell River system. Ice sheet margins allowed the Mississippi River to capture many formerly northeast-flowing rivers in the American West. However, the grandest change caused by ice sheets was the creation of the Mackenzie River.

The sequence of events that led to the Mackenzie’s formation was largely uncovered through the work of Alejandra Duk-Rodkin, who joined GSC in the early 1980s. At that time, pipelines and oil and gas development were slated for the Mackenzie River Valley and the Mackenzie Delta, and a detailed understanding of the surficial geology was required. Duk-Rodkin began studying and mapping the surficial geology of that region, and of the adjacent Mackenzie Mountains (a northern continuation of the Rockies) and Yukon — an investigation that would last decades.
She found that the Mackenzie Valley region was a palimpsest of two drainage patterns: an older one marked by erosional surfaces that could be traced from the Mackenzie Mountains and Richardson Mountains across what is now the Mackenzie Valley into the interior plains and the Canadian Shield; and a younger pattern that paralleled the Mackenzie Mountains. Additionally, her mapping and stratigraphic work demonstrated that the last Laurentide Ice Sheet was more extensive in that region than any of its predecessors had been over the prior two and a half million years, and that it — spreading westward from northeastern North America — had diverted drainage from the Mackenzie Mountains, from the ice sheet itself, and from as far south as Alberta and British Columbia, to the north. This drainage cut massive canyons leading to the Arctic Ocean.
As the ice sheet later thinned and retreated eastward, it ponded immense lakes in what is now the Mackenzie Valley that eventually spilled northward. The result of all this glacial diversion was the formation of the Mackenzie River Basin, which today covers an area of 1.8 million square kilometers — about the size of Alaska, or about 60 percent of the size of the Mississippi River Basin.
By the early 1990s, Duk-Rodkin realized that the eastward-dipping erosional surfaces crossing the Mackenzie River that she’d observed, indicative of a once mighty pattern of east-directed drainage, were consistent with Bell’s notion of a “great preglacial river.” She simply referred to this former river system as the Bell River. North America’s vanished Amazon had a fitting name. 

Diamonds and the Eocene climate of the Bell River Basin

Two-kilometer-wide Lake Bullen Merri in Australia is a composite of two maars formed during the last 20,000 years. It is likely similar in appearance to maars that preserved Eocene-age wood and sediments at the Ekati Mine. Credit: Lionel Jackson.

Plant macrofossils from the Ekati Mine, Northwest Territories, Canada, including (A) 50-million-year-old Metasequoia needles and branches, and fossil wood in a 10-centimeter-wide drill core and (B) a large piece of fossil wood containing amber. Credit: courtesy of Alberto Reyes, University of Alberta.

Diamonds mined from the kimberlite pipes of the Lac de Gras diamond field in Northwest Territories, Canada, are among the world’s youngest known diamonds, dating from 75 million to 45 million years ago. In some cases, when the magmas that carried these diamonds to Earth’s surface encountered water-saturated rock at shallow depths, violent steam explosions called phreatomagmatic eruptions resulted. Such explosions can form volcanic craters known as maars, which often fill with water and accumulate lake sediment, along with soil and vegetation that collapse into them from their margins. In the case of the Panda kimberlite pipe at the Ekati Mine in the Lac de Gras area, maar sediments accumulated far below the surrounding terrain, such that they were later buried under glacial deposits rather than being eroded away by ice sheets during the past million years. Wood and other organic materials were entombed and preserved in their natural state, thereby preserving shreds of the Paleo-Bell River Basin.

Diamond mining in the late 1990s inadvertently exposed this paleontological and paleoclimatic treasure trove, which has given scientists insights into the Eocene climate of the northern Bell River Basin and much more. Prominent among the tree species preserved was Metasequoia, commonly known as dawn redwood, which today is native only to Lichuan County in China’s Hubei Province (at about 30 degrees north latitude). In fact, this deciduous cousin to the California redwood was thought to have been extinct for millions of years until living specimens were discovered in the 1940s. Since this discovery, earth and life scientists from Canada, the U.S. and elsewhere have investigated the pollen and macrofossil vegetation — as well as oxygen and hydrogen isotopic ratios in cellulose and amber within well-preserved wood — recovered from the maar fill. The isotopic ratios provide proxy data for average annual temperatures and rainfall through part of the early Eocene, when the Paleo-Bell River system would’ve been flowing across much of North America — valuable information to climate scientists trying to model and understand the effects of elevated carbon dioxide levels in past and future climates. The scientists found that early Eocene temperatures near Lac de Gras were 12 to 17 degrees Celsius warmer than today and that four times as much precipitation fell — conditions not unlike those near the Yangtze River where Metasequoia grows today.

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Wednesday, July 25, 2018 - 06:00

Saglek Basin sediments suggest a Grand Canyon connection

Pollen grains thought to have once been trapped in rock from the Late Triassic Chinle Formation (left) and the Pennsylvanian to lower Permian Supai Group (right) in the Grand Canyon area of northern Arizona were found in the former delta complex of the Paleo-Bell River beneath the Labrador Sea, roughly 5,000 kilometers from their former outcrops. Credit: left: Finetooth, CC BY-SA 3.0; right: Luca Galuzzi, CC BT-SA 2.5.

Pollen makes an ideal fossil. Pollen grains — each only a few tens of microns in diameter — are produced in astronomical quantities by plants and record information about the ecosystem from which they came, thus providing a way to reconstruct past environments. Additionally, pollen is composed of a highly stable organic substance, sporopollenin, which resists decay as well as the high heat and pressure associated with deep burial, lithification and tectonism. It is so resistant, in fact, that it can be eroded from rock and recycled into younger sediments, a process recognized in the 1980s by V. Eileen Williams of the University of British Columbia in her studies of Paleo-Bell River sediments deposited in the Labrador Sea.

In a 2013 paper in GSA Today, James Sears of the University of Montana reviewed Williams’ findings and noted that among the recycled palynomorphs was an assemblage common in the Chinle Formation and the Supai Group in the Grand Canyon area. This fit well with Sears’ reconstruction of the drainage history of the Grand Canyon area and supported a connection to the Paleo-Bell River system. Sears postulated that this connection was eventually blocked about 16 million years ago by volcanic eruptions from the Yellowstone Hot Spot track as it migrated eastward, as well as diversion farther south due to faulting in the Colorado Plateau region. If his hypothesized connection is correct, then during the first half of its history, the Paleo-Bell River Basin would have been substantially larger than Robert Bell had even imagined.

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Wednesday, July 25, 2018 - 06:00

How Did Easter Island Statues Get Their Massive 'Hats'?

By Mindy Weisberger, Senior Writer | June 5, 2018 03:42pm ET

On a restored statue platform on the south coast of Rapa Nui, a statue wears a red stone "hat" atop its head.

Credit: Sean Hixon

Archaeologists put on their thinking caps to solve a long-standing puzzle about another kind of cap: the enormous stone "hats" that sit atop the heads of colossal statues on Easter Island, a place also known as Rapa Nui.

The solemn, carved faces of the imposing rocky figures, or moai, are a dramatic sight, towering up to 33 feet (10 meters) high and weighing as much as 82 tons (74 metric tons). Many of the statues are topped by red stone cylinders called pukao, carved separately from the statues and made of a different type of rock.

And researchers finally have answers about how those hefty toppers were transported and lifted into place, reporting the findings May 31 in the Journal of Archaeological Science. [Photos of Walking Easter Island Statues]

Rapa Nui, located in the Pacific Ocean about 2,300 miles (3,700 kilometers) east of Chile, was first populated by people around 800 years ago. Over time, these people crafted about 1,000 giant statues, which they may have moved into position by "walking" them upright along roads, rocking them from side to side with ropes to travel long distances across the volcanic island.

Prior studies suggested that pukoa represented a type of hairstyle worn by the Rapa Nui people. But it was unclear if pukao were placed on top of the statues before the moai were moved into place or afterward, and experts were also uncertain about exactly how the large headpieces were maneuvered onto the giant heads, the researchers wrote.

Rock and roll

In the new study, the scientists photographed and digitally modeled 50 pukao — some on statues and some abandoned on the ground — and 13 unfinished cylinders from the pukao quarry on Rapa Nui. They then looked for structural similarities that might offer clues about how the giant stones were prepared, moved and installed.

A red pukao was restored atop a moai located on the south coast of Rapa Nui.

Credit: Sean Hixon

Sizable pukao weighed as much as 13 tons (12 metric tons) and measured as big as 6.5 feet (2 m) in diameter, the researchers reported. Pukao found scattered around the island were bigger than the ones perched on statues; this told the scientists that the cylinders were likely rolled unfinished to sites where statues already stood.

Chips of the distinctive red stone found near statue-mounted pukao hinted that they were carved into their final shapes on those sites, the scientists wrote in the study.

To install pukao, workers used dirt to build ramps at the front of forward-leaning statues. People at the top of a ramp would have hoisted the hat up to a statue's head using a process called parbuckling, often used to right capsized ships, the study suggested. First, the workers would have attached a single long rope to the steepest part of the incline, wrapped the ends around the stone and pulled the ends to drag the cylinder up. Even the biggest pukao could have been moved this way by 15 or fewer workers; the technique would have stabilized the stone and kept it from rolling back down, according to the study.

A diagram demonstrates how a pukao may have been positioned on top of an Easter Island statue.

Credit: Sean Hixon

Previous research noted that construction of the statues on Rapa Nui led to widespread deforestation, with trees sacrificed as building materials or to clear land for roads or agriculture to feed the imagined thousands of workers that must have been required for the statues' construction, the study authors reported.
However, the new findings about the ingenuity and efficiency of the Rapa Nui people paint a different picture. This research suggests that the enigmatic builders maintained a more sustainable relationship with their island ecosystem "and used their resources wisely to maximize their achievements and provide long-term stability," study co-author Carl Lipo, a professor of anthropology at Binghamton University, said in a statement.
"These were quite sophisticated people who were well-tuned to the requirements of living on this island," Lipo said.
Original article on Live Science.