O Triângulo Afar no norte da Etiópia é um dos ambientes mais duros e remotos da Terra. Esta área tectonicamente ativa contém um registro de continentes se separando; episódios de mares inundando o continente; e os restos de recifes de coral, esteiras microbianas e outros depósitos de água salgada como mares periodicamente dessecados em piscinas de salmoura e terra seca.
As investigações anteriores revelaram evidências de que esta região pode se tornar o oceano mais jovem da Terra. A compreensão dos registros sedimentares nesta região pode conter pistas sobre as futuras inundações e formação de carbonato em ambientes extremos.
Em outubro de 2013, cientistas da Universidade de Addis Ababa (Etiópia), da Universidade de Friburgo (Suíça) e da Universidade de Ghent (Bélgica) se uniram para aprender mais sobre a história da Depressão Danakil na parte norte do Triângulo Afar. Especificamente, a equipe examinou sedimentos, incluindo antigos terraços de recifes de coral e esteiras microbianas fossilizadas que eram cobertas por depósitos de salmoura (evaporitos) formados a partir de oceanos e lagos em evaporação. Desde então, a equipe trabalhou para examinar e entender esta seqüência de rochas sedimentares e os ambientes passados que as formaram.
Ao conhecimento da equipe, esta é a primeira revisitação dos depósitos de carbonato do norte de Afar em quase meio século. Como resultado desta expedição, foi formado o Afar Carbonate Research Consortium, como uma plataforma para pesquisas adicionais sobre os sedimentos da região. Uma importante expedição de seguimento de campo começou no final de Janeiro de 2015.
Afar: Um Laboratório Geológico
A Depressão Danakil é limitada a oeste pelo Planalto Etíope e a leste pelo Danakil Horst, um bloco elevado de terra delimitado por falhas normais. Na parte sul da depressão, encontra-se a famosa Erta Ale, que contém um dos únicos lagos de lava do mundo.
A depressão apresenta a remota bacia de Dallol – uma das mais baixas elevações terrestres da Terra, 130 metros abaixo do nível do mar (ver Figura 1). A bacia também tem temperaturas durante todo o ano que estão entre as mais quentes do planeta. Os remanescentes de uma caldeira vulcânica, Dallol está salpicada de águas termais que borbulham com salmoura, assim como géiseres, montes de enxofre, pilares salinos e piscinas ácidas.
Nos anos 60 e 70, as operações de mineração de potássio e os estudos coordenados do Centro Nacional de la Recherche Scientifique da França e do Consiglio Nazionale delle Ricerche da Itália mapearam preliminarmente as características sedimentares da Depressão de Danakil . Desde então, a pesquisa em geociência tem se concentrado em grande parte na tectônica, vulcanologia e geofísica, em vez de estudos analíticos da bacia que integram tectônica e sedimentação.
Este foco em terremotos e vulcões não é surpreendente: Afar é um dos únicos locais na Terra onde a fenda no fundo de um oceano primitivo está a rastejar para terra. Desde os primórdios da teoria da deriva continental, os geólogos têm usado o Triângulo Afar como um laboratório de campo onde o início da fractura continental e, potencialmente, oceânica poderia ser estudado em detalhe.
As pesquisas anteriores juntaram uma história aproximada desta fractura. Há cerca de 30 milhões de anos, a lava escorria das fendas da Terra, cobrindo a terra e anunciando a ruptura entre a Arábia e a África. Depois de uma fase inicial de rompimento, a fenda continuou no triângulo formando várias bacias que mais tarde se fecharam e se encheram de sedimentos.
As falhas, vulcões e diques de magma na parte norte do triângulo correm paralelamente à tendência tectônica regional do Mar Vermelho. Eles também contêm um registro de anomalias magnéticas semelhantes àquelas observadas ao longo das cristas oceânicas de propagação. Os geocientistas projetam que a região está a caminho de se tornar o oceano mais jovem da Terra.
Registros de Inundações Marinhas Antigas e Episódicas
Análise de amostras sedimentares recolhidas durante o estudo de campo de 2013 sugere que a área de Dallol foi coberta pelo Mar Vermelho durante algum tempo nos últimos centenas de milhares de anos. Como a água do mar inundou repetidamente a região, diversas unidades ricas em carbonatos foram depositadas ao longo das margens da Depressão de Danakil, cobrindo rochas vulcânicas abaixo. No centro da bacia estão seqüências sucessivas de evaporação com 1000 metros de espessura, testemunho da constante evaporação e dessecação das piscinas de salmoura.
Especificamente, a equipe estudou intercruzamentos de corais e algas chamados recifes de coral, relíquias dos períodos em que a região era coberta pelo Mar Vermelho aberto. Outras camadas ricas em evaporitos, depósitos de recifes microbianos e carbonatos de primavera quente mostram que a mesma região foi coberta por lagos hipersalinos (piscinas de salmoura) em diferentes períodos de tempo (ver Figura 2). Entre os recifes coralinos e microbianos, foram encontrados depósitos de conchas de apenas uma espécie de bivalve e uma espécie de gastrópodes, sinais de que esta região alternou entre períodos de condições marinhas restritas e abertas.
Os depósitos marinhos estudados pela equipe consistem de pelo menos quatro unidades sobrepostas de coralgal. A equipe encontrou evidências de períodos em que se formaram recifes de coral (ver Figura 3), separados por camadas erodidas, sugerindo longos episódios em que não ocorreu nova deposição e possível exposição ao ar. Depósitos extensos de evaporação intercalados entre carbonatos de recifes fornecem evidências adicionais de que os oceanos periodicamente secaram nesta região.
Estudos Futuros
Estudos de datação anteriores baseados no carbono-14 (δ14C) e razões isotópicas de urânio e tório (230Th/234U) de corais e bivalves da área de estudo sugeriram que estes fósseis têm entre 230.000 e 24.000 anos de idade. Novos resultados de determinação da idade radioisotópica ajudarão a restringir o tempo da alternância entre condições marinhas restritas e abertas em resoluções mais elevadas e ligarão este registo a alterações relativas do nível do mar.
Além disso, depósitos de esteiras microbianas – pequenos estromatólitos e trombolitos – foram encontrados não só em ambientes de declive de recife e em cavidades de recife de coral, mas também nas margens de antigos e mais recentes lagos hipersalinos. Os carbonatos da primavera quente que bordejam o lago e os depósitos da piscina de salmoura sugerem que a atividade hidrotermais influenciou a região durante o fechamento da depressão. O estudo destes depósitos microbianos bem expostos permitirá à equipe entender melhor como os processos microbianos mediaram a precipitação de carbonatos tanto em ambientes marinhos abertos quanto hipersalinos.
Integração dos dados de campo com observações geofísicas fornecerá uma compreensão de como as flutuações ambientais influenciaram a deposição de sedimentos e como estes sedimentos foram influenciados por eventos tectônicos e mágicos.
Conhecimento
Agradecemos à Universidade de Friburgo, Universidade de Ghent, e aos Sistemas de Reservatórios de Carbonato de Água Colar em Ambientes Profundos – Rede Europeia de Investigação (COCARDE-ERN) da Fundação Europeia da Ciência pelo seu apoio. Agradecemos também à Escola de Ciências da Terra da Universidade de Adis Abeba por facilitar o trabalho de campo.