Pesquisadores detectaram uma camada desconhecida de rocha parcialmente derretida sob a crosta terrestre.
A descoberta pode ajudar os cientistas a aprender mais sobre os movimentos das placas tectônicas da Terra, que não apenas criam montanhas e terremotos, mas também contribuem para formar ambientes com as condições químicas e físicas certas para sustentar a vida na Terra primitiva.
A camada mais externa do nosso planeta é a crosta – na qual vivemos – e abaixo dela estão o manto, o núcleo externo e o núcleo interno. Os oceanos e continentes do mundo ficam em 15 blocos principais que se movem e mudam, chamados de placas tectônicas, que compõem a crosta inferior e o manto superior.
A camada derretida recém-identificada está localizada a 161 quilômetros abaixo da superfície da Terra. Esta camada é uma parte da astenosfera, que fica abaixo das placas tectônicas. A astenosfera existe como uma camada macia de rocha sólida, mas maleável, que pode fazer com que as placas tectônicas se movam e se desloquem.
Os pesquisadores se perguntam quais fatores tornam a astenosfera macia e consideram as rochas derretidas como parte da equação. Embora o interior da Terra seja em grande parte sólido, as rochas podem mudar e se mover lentamente ao longo do tempo.
Junlin Hua, pós-doutorando na Jackson School of Geosciences da Universidade do Texas, em Austin, estava estudando imagens sísmicas do manto da Terra localizado abaixo da Turquia para sua pesquisa de doutorado quando avistou sinais de rocha parcialmente derretida. Ele começou seu trabalho em 2020, enquanto estudante de doutorado na Brown University.
Os cientistas já haviam visto partes dessa camada rochosa e pensaram que fosse uma anomalia, mas Hua e seus colegas pesquisadores encontraram evidências de que ela tinha uma presença mais ampla.
A equipe de pesquisa confirmou que a astenosfera é composta por rochas sólidas e derretidas e que, embora a rocha posteriormente esteja parcialmente fundida, ela não contribui para o movimento das placas nem facilita o movimento delas.
“Quando pensamos em algo derretendo, pensamos intuitivamente que o fundido deve desempenhar um papel importante na viscosidade do material”, disse Hua. “Mas o que descobrimos é que, mesmo onde a fração derretida é bastante alta, seu efeito no fluxo do manto é muito menor”.
No manto, a convecção, ou a transferência de calor, ocorre quando o material quente e menos denso sobe e o material mais frio e denso desce. Os pesquisadores acreditam que a presença de rochas sólidas e a convecção contribuem para o movimento das placas.
Análise da atividade sísmica
O principal desafio de estudar as camadas internas da Terra é coletar os dados porque a maioria só pode ser coletada na superfície e é difícil coletar amostras diretamente do interior do planeta, disse Hua.
“Portanto, os cientistas têm usado ondas sísmicas geradas por terremotos que viajam pelo interior da Terra para estudar a velocidade de propagação das ondas sísmicas nessas camadas internas, semelhantes às tomografias computadorizadas no hospital”, disse Hua.
Ele coletou mais de 700 imagens tiradas de detectores sísmicos em todo o mundo e criou um mapa global da astenosfera.
Ao analisar os dados, Hua viu como as ondas sísmicas se moviam através dos diferentes materiais abaixo da crosta terrestre, incluindo mudanças na velocidade, direção e tempo de chegada aos locais de detecção. A presença de fusão na camada parcialmente fundida significava que as ondas sísmicas se moviam mais lentamente.
A rocha derretida apareceu em leituras sísmicas em áreas onde a astenosfera atingiu suas temperaturas mais altas, cerca de 1.450 graus Celsius.
Hua é o principal autor de um estudo detalhando as descobertas publicadas na segunda-feira na revista Nature Geoscience.
“Este estudo é fundamental para entender por que a astenosfera – a camada fraca do manto abaixo das placas tectônicas que permite que as placas se movam – é de fato fraca”, disse a coautora do estudo Karen M. Fischer, uma ilustre professora de ciências geológicas na Brown University, em nota.
“Em última análise, fornece evidências de que outros fatores, como variações de temperatura e pressão, podem controlar a força da astenosfera e torná-la fraca o suficiente para que as placas tectônicas sejam possíveis”.