Um tesouro de água pode estar escondido a mais de 400 quilômetros abaixo de seus pés.
É aí que o manto da Terra encontra a crosta. Os geocientistas pensavam há muito tempo que, abaixo dessa zona de transição (a partir de 255 milhas ou 410 km de profundidade), um mineral cheio de água chamado brucite era instável e decomposto, enviando moléculas de água que fluíam em direção à superfície do planeta.
Mas uma nova pesquisa sugere que, antes que o brucite - que é 50% de óxido de magnésio e 50% de água - se decomponha, ele se transforma em outra estrutura 3D mais estável. A descoberta, detalhada on-line em 21 de novembro na revista Proceedings da Academia Nacional de Ciências, significa que há um estoque de água localizado mais fundo na Terra do que se pensava anteriormente.
"não era totalmente esperado", disse o co-autor do estudo, Andreas Hermann, professor de física computacional da Universidade de Edimburgo, na Escócia. "porque as pessoas estudam esse material há décadas e ninguém nunca pensou em verificar se haveria outra fase antes que ela desmoronasse".
Sondando a Terra Profunda
Os cientistas acreditavam anteriormente que a brucite permanecia estável apenas na zona de transição, uma camada de 250 km de profundidade (250 km) logo abaixo do manto superior. Em parte, a estrutura do mineral informou essa visão. A brucita é um material em camadas no qual as moléculas de cada camada estão fortemente ligadas umas às outras, mas fracamente conectadas a outras camadas. Um material como esse, se espremido com pressão suficiente, deve sofrer algum tipo de mudança. Os pesquisadores anteriormente supuseram que, em resposta à pressão da zona de transição, que atinge cerca de 200.000 atmosferas, a brucita se desintegraria. (Uma atmosfera é aproximadamente a pressão ao nível do mar).
Incapaz de sondar a Terra profunda diretamente, Hermann e seu co-autor, Mainak Mookherjee, professor de geologia da Universidade Estadual da Flórida, usaram cálculos da mecânica quântica, analisando várias estruturas possíveis de brucita em condições de profundidade da Terra.
"Isso é computação de big data", disse Hermann. "Criamos milhares de estruturas, otimizamos todas elas e fazemos cálculos precisos o suficiente para que, se algo se mostrar mais estável do que qualquer outra coisa, podemos dizer com segurança que é assim".
Brucite é um mineral bem estudado e relativamente simples. Mesmo assim, Hermann disse que a chave para os novos cálculos era ignorar as suposições existentes sobre brucite. Após vários meses executando várias estruturas em seu programa de computador, os pesquisadores descobriram uma fase de brucite desconhecida que seria capaz de suportar as altas pressões encontradas no manto inferior.
Mesmo com essa nova fase da brucite, os cientistas ainda não conseguem medir diretamente a quantidade da substância no manto ou a quantidade de água que o mineral retém. No entanto, Hermann e Mookherjee descobriram as propriedades elásticas da nova fase da brucita. Sabendo disso, disse Hermann, os sismólogos podem ser capazes de detectar quanta brucita há no manto, porque as assinaturas dos terremotos diferem com base na elasticidade da rocha pela qual eles viajam.
Por que a brucite é importante
As estimativas atuais sugerem que a Terra profunda pode reter tanta água quanto todos os oceanos da superfície do planeta juntos. Esse reservatório de água e o adicional de brucite também podem ser mantidos, são de vital importância para o movimento de materiais pela Terra. À medida que os minerais que contêm água viajam pelas camadas da Terra, os materiais acabam se decompondo, liberando a água que retorna à superfície, geralmente por atividade vulcânica.
A água é essencial para a reciclagem de minerais através do vulcanismo e da tectônica de placas, porque fornece a lubrificação necessária para os vários materiais rochosos passarem um pelo outro, como ocorre nas zonas de subducção. Também ajuda a dissolver alguns materiais à medida que se move pelo ciclo da rocha. Sem água, disse Hermann, o planeta chegaria a um impasse geológico. Isso significa que não há nova crosta ou solo e uma interrupção no vulcanismo; essas mudanças podem ter efeitos catastróficos na terra e na atmosfera do planeta.
Além de potencialmente mudar a compreensão dos cientistas sobre os reservatórios de água muito abaixo da superfície da Terra, Hermann disse que essa pesquisa defende uma nova maneira de pensar sobre a Terra profunda em geral. Os pesquisadores não teriam encontrado essa nova fase se tivessem favorecido a versão aceita, disse ele.
