Durante anos, os pesquisadores ficaram intrigados com duas características enormes e incomuns escondidas nas profundezas da Terra. O seu tamanho, forma e comportamento são tão extremos que as ideias convencionais sobre como a Terra se formou e evoluiu têm dificuldade em explicá-los.
um estudo recente geociências naturaisUma equipe liderada pelo geodinamicista da Universidade Rutgers, Yoshinori Miyazaki, propôs uma nova explicação que pode finalmente lançar luz sobre as origens dessas estruturas e sua relação com a habitabilidade a longo prazo da Terra.
Estas características, conhecidas como grandes províncias de baixa velocidade de cisalhamento e zonas de velocidade ultrabaixa, estão localizadas na fronteira entre o manto e o núcleo, quase 2.800 milhas abaixo da superfície. Grandes províncias de baixa velocidade de cisalhamento são compostas por grandes massas de rochas densas e extremamente quentes, uma das quais fica abaixo da África e outra abaixo do Oceano Pacífico. A zona de velocidade ultrabaixa se assemelha a uma camada fina e parcialmente fundida que adere ao núcleo em um padrão semelhante a uma poça. Ambos os tipos de ondas sísmicas são muito lentas, indicando que contêm materiais ou condições diferentes do manto circundante.
“Estes não são fenómenos estranhos e aleatórios”, disse Miyazaki, professor assistente do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Faculdade de Artes e Ciências de Rutgers. “São impressões digitais da história mais antiga da Terra. Se conseguirmos compreender porque existem, poderemos compreender como o nosso planeta se formou e porque é habitável.”
Pistas do passado do oceano de magma da Terra
De acordo com Miyazaki, a Terra já esteve envolvida em um oceano global de lava. À medida que este antigo oceano de magma arrefecia, muitos cientistas esperavam que o manto desenvolvesse camadas químicas únicas, semelhantes à forma como o suco congelado se separa em concentrado açucarado e água gelada. No entanto, as observações sísmicas não mostram uma estratificação tão clara. Em vez disso, grandes zonas de baixo cisalhamento e ultrabaixa velocidade parecem formar pilhas complexas e não homogêneas na base do manto.
“Esta contradição é o ponto de partida”, disse Miyazaki. “Se começarmos os nossos cálculos a partir do oceano de magma, não obteremos o que vemos hoje no manto. Falta alguma coisa.”
Vazamento de material do núcleo e camadas de magma há muito perdidas
O elemento que falta, acredita a equipe, é o próprio núcleo. O seu modelo sugere que elementos como o silício e o magnésio escaparam gradualmente do núcleo para o manto ao longo de milhares de milhões de anos. Essa mistura pode atrapalhar a formação de uma forte camada química. Isso também poderia explicar a composição incomum de grandes províncias de baixa velocidade de cisalhamento e regiões de velocidade ultrabaixa, que os cientistas interpretam como remanescentes de resfriamento de um “oceano de magma subterrâneo” alterado por material derivado do núcleo.
“Nossa sugestão é que isso pode vir do vazamento de material do núcleo”, disse Miyazaki. “Se componentes principais forem adicionados, isso poderia explicar o que estamos vendo agora”.
Como os processos profundos da Terra moldam a habitabilidade planetária
Miyazaki ressalta que os efeitos vão além da química mineral. As interações entre o manto e o núcleo podem ter afetado a forma como a Terra liberta calor, como a atividade vulcânica se desenvolve e até como a atmosfera muda ao longo do tempo. Esta visão pode ajudar a explicar porque é que a Terra acabou por desenvolver oceanos e vida, enquanto Vénus se tornou extremamente quente e Marte tornou-se frio e árido.
“A Terra tem água, vida e uma atmosfera relativamente estável”, disse Miyazaki. “Vénus tem uma atmosfera que é 100 vezes mais espessa que a da Terra e é constituída maioritariamente por dióxido de carbono, enquanto Marte tem uma atmosfera muito fina. Não compreendemos totalmente porquê. Mas o que acontece no interior do planeta, como arrefece, como as suas camadas evoluem, pode ser uma parte importante da resposta.”
Uma nova estrutura para compreender o interior da Terra
Ao combinar observações sísmicas, física mineral e simulações geodinâmicas, a equipe redefiniu grandes províncias de baixa velocidade de cisalhamento e regiões de velocidade ultrabaixa como registros importantes da formação da Terra. A investigação também sugere que estas características profundas podem ajudar a alimentar pontos vulcânicos como o Havai e a Islândia, criando uma ligação direta entre o interior e a superfície da Terra.
“Este trabalho é um grande exemplo de como a combinação da ciência planetária, geodinâmica e física mineral pode ajudar-nos a resolver alguns dos mistérios mais antigos da Terra”, disse o co-autor do estudo, Jie Deng, da Universidade de Princeton. “A ideia de que o manto profundo ainda pode conter memórias químicas das primeiras interações núcleo-manto abre novas formas de compreender a evolução única da Terra.”
Os investigadores observam que cada nova descoberta os aproxima da reconstrução dos primeiros capítulos da Terra. Pedaços de evidência que antes pareciam isolados agora parecem se encaixar em uma história mais coerente.
“Mesmo com poucas pistas, começamos a construir uma história significativa”, disse Miyazaki. “Esta investigação dá-nos mais certeza sobre como a Terra evoluiu e porque é tão especial.”
