Geólogos analisaram de perto duas ‘bolhas’ estranhas detectadas nas profundezas da Terra

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Modelo 3D das bolhas da Terra. Créditos: Cottaar & Lekic, Geophysical Journal International, 2016.

Por Carly Cassella
Publicado na ScienceAlert

O interior da Terra não é um amontado uniforme de camadas. Nas profundezas de sua espessa camada intermediária encontram-se duas bolhas colossais de material termoquímico.

Até hoje, os cientistas ainda não sabem de onde vieram essas duas estruturas colossais ou por que elas têm alturas tão diferentes, mas um novo conjunto de modelos geodinâmicos chegou a uma possível resposta para o último mistério.

Esses reservatórios ocultos estão localizados em lados opostos do mundo e, a julgar pela propagação profunda das ondas sísmicas, a bolha sob o continente africano é duas vezes mais alta que a do oceano Pacífico.

Depois de executar centenas de simulações, os autores do novo estudo acham que a bolha sob o continente africano é menos densa e menos estável do que sua contraparte do Pacífico, e é por isso que é muito mais alta.

“Nossos cálculos descobriram que o volume inicial das bolhas não afeta sua altura”, explicou o geólogo Qian Yuan, da Universidade Estadual do Arizona (EUA). “A altura das bolhas é controlada principalmente pela densidade e pela viscosidade do manto circundante”.

Visão 3D da bolha no manto da Terra sob a África. Créditos: Mingming Li / ASU.

Uma das principais camadas dentro da Terra é a mistureba quente e levemente pegajosa conhecida como manto, uma camada de rocha de silicato que fica entre o núcleo do nosso planeta e sua crosta. Embora o manto seja principalmente sólido, ele se comporta como alcatrão em escalas de tempo mais longas.

Ao longo do tempo, colunas de rochas de magma quente gradualmente sobem através do manto e acredita-se que contribuam para a atividade vulcânica na superfície do planeta.

Compreender o que está acontecendo no manto é, portanto, um importante esforço em geologia.

As bolhas do Pacífico e da África foram descobertas pela primeira vez na década de 1980. Em termos científicos, essas ‘superplumas’ são conhecidas como grandes províncias de baixa velocidade de cisalhamento (LLSVPs, na sigla em inglês).

Comparado à LLSVP do Pacífico, o estudo atual descobriu que a LLSVP africana se estende cerca de 1.000 quilômetros mais acima, o que corrobora as estimativas anteriores.

Essa grande diferença de altura sugere que essas duas bolhas têm composições diferentes. Como isso afeta o manto circundante, no entanto, não está claro.

Talvez a natureza menos estável da bolha africana, por exemplo, possa explicar por que há vulcanismo tão intenso em algumas regiões do continente. Também pode afetar o movimento das placas tectônicas, que flutuam no manto.

Outros modelos sísmicos descobriram que a LLSVP africana se estende até 1.500 quilômetros acima do núcleo externo, enquanto a LLSVP do Pacífico atinge 800 quilômetros de altura no máximo.

Em experimentos de laboratório que buscam replicar o interior da Terra, as bolhas da África e do Pacífico parecem oscilar para cima e para baixo através do manto.

Os autores do estudo atual dizem que isso sustenta sua interpretação de que a LLSVP africana é provavelmente instável, e o mesmo pode acontecer com a LLSVP do Pacífico, embora seus modelos não mostrem isso.

As diferentes composições das LLSVPs do Pacífico e da África também podem ser explicadas por suas origens. Os cientistas ainda não sabem de onde vieram essas bolhas, mas existem duas teorias principais.

Uma delas é que as bolhas são feitas de placas tectônicas subduzidas, que deslizam para o manto, são superaquecidas e caem gradualmente para baixo, contribuindo para a bolha.

Outra teoria é que as bolhas são remanescentes da antiga colisão entre a Terra e o protoplaneta Thea, que nos deu nossa Lua.

As teorias também não são mutuamente exclusivas. Por exemplo, talvez Thea tenha contribuído mais para uma bolha; isso pode ser parte da razão pela qual elas parecem tão diferentes hoje.

“Nossa combinação da análise de resultados sísmicos e modelagem geodinâmica fornece novas perspectivas sobre a natureza das maiores estruturas da Terra no interior profundo e sua interação com o manto circundante”, disse Yuan. “Este trabalho tem implicações de longo alcance para os cientistas que tentam entender o status atual e a evolução da estrutura do manto profundo e a natureza da convecção do manto”.

O estudo foi publicado na Nature Geoscience.