Desvendando o sistema deposicional de contorno na Zona de Fratura Vema (Atlântico Central)

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13834 (2023) Citar este artigo

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Uma combinação de alta entrada de sedimentos e intensas correntes de fundo muitas vezes leva à formação de contornos (sedimentos depositados ou significativamente retrabalhados pelas correntes de fundo). Ambos os componentes estão presentes no vale da Zona de Fratura Vema, que é a passagem mais importante para a distribuição das águas de fundo da Antártica do oeste para o nordeste do Atlântico. No entanto, nenhuma deriva de contorno, fossos ou canais de contorno foram encontrados nesta região em mais de meio século de pesquisa. O paradigma de sedimentação predominante postula que as correntes de turbidez governaram predominantemente a sedimentação nesta região durante o Pleistoceno. Este trabalho descreve o primeiro exemplo de sistema deposicional de contorno identificado na Zona de Fratura Vema. A descoberta foi feita através de perfis detalhados de sub-fundo de alta resolução, bem como modelagem numérica e medições diretas das velocidades das correntes de fundo. Tais sistemas são excepcionalmente incomuns em zonas de fratura. Este estudo destaca a importância de futuras pesquisas de contornos ao longo da Zona de Fratura Vema com base em conceitos modernos de contornos e sistemas deposicionais mistos. O trabalho também enfatiza a necessidade de reavaliar o impacto das correntes de fundo na sedimentação nesta região, e particularmente nos segmentos estreitos do vale da zona de fratura.

Os depósitos de contorno nos reinos abissais do Atlântico servem como registros da atividade das Águas Profundas do Atlântico Norte (NADW) e das Águas de Fundo Antárticas (AABW)1,2, que são partes importantes da reviravolta meridional do Atlântico. O AABW está distribuído no Atlântico através de uma série de passagens em águas profundas (por exemplo, Canal Vema, Kane Gap, Discovery Gap, Romanche Fracture Zone). Os sistemas deposicionais de contorno (CDS) relacionados com estas passagens oceânicas são fundamentais para estudar a história da atividade AABW e o seu impacto na sedimentação1,3,4,5,6,7 (numa escala de centenas de milhares e milhões de anos) . Uma família de zonas de fratura de longo deslocamento (FZ) é uma característica distintiva da morfologia do Atlântico Central8,9. Eles foram herdados da divisão inicial do Atlântico e servem como vias cruciais para a propagação do AABW da parte ocidental para a parte oriental do oceano10. No entanto, esta região ainda é praticamente um espaço em branco nas modernas bases de dados de distribuição de CDS11,12,13. Um raro exemplo de estudo específico com foco em contornos dentro das zonas de fratura do Atlântico Central é o trabalho de Westall et al.14 que descreve as ondas de sedimentos no flanco da crista transversal norte que margeia a ZF Romanche.

A ZF Vema é uma das zonas de fratura mais proeminentes da região. Desempenha um papel crucial na propagação do AABW do Atlântico Ocidental para o Nordeste. O transporte do AABW supera o transporte observado em qualquer outra zona de fratura do Atlântico Central15,16,17,18,19,20. Apesar do intenso fluxo líquido AABW através da ZF e da alta entrada de sedimentos21,22,23,24, poucas feições de contorno foram documentadas na área. Heezen et al.21 revelaram ondulações, desgaste e marcas de joeiramento nas fotografias do fundo do vale da zona de fratura. Kastens et al.25 relataram corpos sedimentares sinusoidais distribuídos dentro e próximos à Zona de Deformação Transformada Principal na parte oriental do vale de transformação ativa. A cobertura sedimentar nesta zona está sujeita a deformações pós-deposicionais significativas25. No entanto, os autores preferiram a hipótese deposicional (não tectônica) para a formação dessas feições e as interpretaram como ondas de sedimentos enterrados.

Estudos ativos da cobertura de sedimentos dentro da ZF de Vema ocorreram durante o domínio do paradigma turbidítico22,25,26,27,28, que se tornou o paradigma principal para a sedimentação em águas profundas na região. É amplamente aceito que a sedimentação no vale de Vema FZ foi controlada principalmente por fluxos gravitacionais do talude continental sul-americano (pelo menos durante o Pleistoceno)21,27,29. Esta conclusão é amplamente baseada em estudos que focaram na parte ativa da zona de fratura entre as duas interseções transformadas de crista (RTIs)21,22,25,26,27,30. Este trabalho explora um setor pouco estudado da ZF de Vema, localizado a leste da RTI oriental. Ele relata a descoberta de um sistema deposicional compreendendo fossos e derivações dentro do vale da zona de fratura. Isto representa uma ocorrência notável e pouco frequente no Oceano Atlântico (mais alguns exemplos são descritos por Uenzelmann-Neben e Gohl31, Scrutton e Stow32), o que é importante para o desenvolvimento adicional da classificação da deriva de contorno e para ampliar a compreensão dos ambientes em que derivas podem se formar. O estudo é baseado nos resultados da análise de perfis de sub-fundo de alta resolução e da modelagem numérica das velocidades das correntes de fundo realizadas pela primeira vez na parte investigada da zona de fratura. Os resultados aqui apresentados permitem uma nova perspectiva sobre a sedimentação na área de estudo, vista através das lentes dos paradigmas conceituais modernos para sistemas deposicionais contorníticos e mistos (claramente resumidos por Hernández-Molina et al.33). No entanto, este trabalho não nega a contribuição significativa dos fluxos de turbidez da encosta sul-americana para o preenchimento sedimentar do vale da zona de fratura.