Uma das bolhas gigantescas, quentes e densas nas profundezas da Terra foi revelada com novas imagens

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Essa aqui não é a bolha. Créditos: Rost-9D / iStock / Getty Images Plus.

Por David Nield
Publicado na ScienceAlert

Pela primeira vez, os cientistas examinaram adequadamente uma zona de velocidade ultra baixa. Esses enigmáticos bolsões de rocha ficam próximos ao núcleo da Terra, cerca de 3.000 quilômetros abaixo da superfície.

Nessa profundidade, eles são obviamente difíceis de estudar, mas sabemos que estão lá por causa da maneira como as ondas sísmicas fluem pela Terra. Essas zonas recebem esse nome por conta da maneira como as ondas sísmicas diminuem à medida que passam por elas.

Até este ponto, as imagens dessas zonas eram granuladas e difíceis de analisar – mas um novo estudo revela uma zona sob o Havaí com muito mais detalhes, fornecendo novas informações sobre o funcionamento interno do nosso planeta e sua história.

Desenho conceitual da zona de velocidade ultra baixa. Tradução da imagem: Havaí (Hawaii), grande província de baixa velocidade de cisalhamento do Pacífico (Pacific LLSVP) Pluma Havaiana (Hawaiian Plume). Créditos: Li et al., Nature Communications, 2022.

“De todas as características profundas do interior da Terra, estas são as mais fascinantes e complexas”, disse o geofísico Zhi Li, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. “Agora temos a primeira evidência sólida para mostrar sua estrutura interna – é um marco real na sismologia da Terra profunda”.

As mais recentes técnicas de modelagem computacional foram usadas para produzir a imagem, técnicas aplicadas a um sinal de alta frequência que foi registrado como ondas sísmicas onduladas através da zona de velocidade ultra baixa.

Tal sinal dá aos especialistas uma visão em escala de quilômetros do bolsão de rochas, uma melhoria de resolução na ordem de magnitudes quando se trata de estudar a fronteira entre o núcleo de ferro-níquel da Terra e o manto que o envolve.

Eventos e trajetos de raios de Sdiff (ondas de cisalhamento difratadas no núcleo da Terra) usados neste estudo para obter imagens da zona de velocidade ultra baixa. Créditos: Li et al., Nature Communications, 2022.

O fluxo da rocha do manto quente é o que causa terremotos, vulcões e outras atividades relacionadas, e os cientistas estão interessados ​​em aprender mais sobre como as zonas de velocidade ultra baixa podem estar desencadeando ou influenciando essa atividade.

Pensa-se que o ferro extra nessas zonas incomuns pode estar criando a densidade adicional que aparece nos padrões de ondas sísmicas – e descobrir de uma forma ou de outra pode nos dizer mais sobre como a Terra se formou e como seu núcleo opera hoje.

“É possível que esse material rico em ferro seja um remanescente de rochas antigas do início da história da Terra ou mesmo que o ferro esteja vazando do núcleo por meios desconhecidos”, disse a sismóloga Sanne Cottaar, da Universidade de Cambridge.

Os cientistas também identificaram uma ligação entre zonas de velocidade ultra baixa e pontos críticos de vulcanismo, como os do Havaí e da Islândia. Uma hipótese é que esses pontos críticos podem ser causados ​​por material disparado do núcleo para a superfície.

Melhores imagens dessas zonas profundas e misteriosas também devem ajudar nas pesquisas, e os cientistas também estão estudando rochas basálticas na superfície do Havaí para procurar evidências de vazamento de núcleo.

O estudo de zonas de velocidade ultra baixa é limitado em alguns aspectos por onde ocorrem terremotos e onde os sismógrafos são instalados, mas a equipe está interessada em aplicar seus aprimoramentos de imagens de alta resolução a outros bolsões profundos da Terra.

“Estamos realmente forçando os limites da computação moderna de alto desempenho para simulações elastodinâmicas, aproveitando as simetrias de ondas despercebidas ou não utilizadas antes”, disse o cientista de dados Kuangdai Leng, da Universidade de Oxford, no Reino Unido.

A pesquisa foi publicada na Nature Communications.