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Gotas gigantes aninhadas nas profundezas da Terra podem influenciar tudo, desde a estrutura das cadeias de ilhas até os eventos de extinção em massa
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Duas enormes regiões de material ultra-quente ficam embaixo da África e
do Oceano Pacífico.
Revista Olena Shmahalo / Quanta; dados de origem: Sanne Cottaar
Décadas atrás, os cientistas aproveitaram os ecos dos terremotos para fazer um mapa do interior profundo da Terra. Eles não encontraram apenas as camadas de cebola que você pode lembrar de um livro escolar - núcleo e manto cobertos por uma crosta rachada. Em vez disso, eles viram os contornos vagos de duas vastas anomalias, formas desconhecidas olhando para trás do abismo.
Ao longo dos anos, mapas melhores continuaram mostrando os mesmos recursos semelhantes a bolhas. Um se amontoa sob a África; o outro está abaixo do Pacífico. Eles se escondem onde o núcleo de ferro fundido do planeta encontra seu manto rochoso, flutuando como mega-continentes no submundo. Seus pontos mais altos podem medir mais de 100 vezes a altura do Everest. E se você de alguma forma os trouxe à superfície, Deus o livre, eles contêm material suficiente para cobrir o globo inteiro em um lago de lava com aproximadamente 100 quilômetros de profundidade.
“Seria como ter um objeto no céu e perguntar: 'Essa é a lua?' E as pessoas são como, não. "Esse é o sol?" Não o que é?' Não sabemos! ”, Disse Vedran Lekić , sismólogo da Universidade de Maryland. "E o que quer que seja, está intimamente ligado à evolução da Terra."
O primeiro mistério dessas características sísmicas ocultas e pesadas é se elas são feitas de coisas diferentes do resto do manto da Terra. A segunda: como esses padrões nas profundezas deixam rastros em nosso mundo da superfície?
Nenhum dos casos está resolvido. Mas, nos últimos anos, muitos cientistas da Terra começaram a argumentar que essas formas vagas são montes de rochas densas e fumegantes que datam dos primórdios do planeta. E vários estudos no ano passado argumentaram que sua influência persistente pode ser responsável por padrões intrigantes em pontos quentes vulcânicos como o Havaí.
"Essas são as maiores coisas do planeta", disse Ed Garnero , sismólogo da Universidade Estadual do Arizona. "Apenas recentemente comecei a pensar: 'Uau, isso é potencialmente super profundo'."
Núcleo da Matéria
Se um ilustrador científico onipotente dividisse pela metade a Terra, primeiro precisaria cortar a fina crosta em que vivemos, que é dividida em placas tectônicas em movimento. Então eles passariam pelo manto rochoso. Somente a 2.900 quilômetros abaixo, a meio caminho do centro, eles alcançariam a fronteira do núcleo do manto.
Para mapear essa parte da Terra, os sismólogos usam as ondas liberadas pelos terremotos. À medida que as ondas batem para fora, elas mudam de velocidade, dependendo do material pelo qual passam. Isso faz com que eles cheguem a diferentes estações de monitoramento em momentos diferentes. Em 1984, o pesquisador de Harvard Adam Dziewonski primeiro integrou dados de muitos terremotos diferentes em um mapa global. As duas bolhas apareceram imediatamente, presas ao núcleo de ambos os lados, como os bolos da princesa Leia.
Nessas regiões, as ondas de terremotos parecem diminuir, sugerindo que as bolhas são mais quentes que o manto ao redor. Como nós sabemos disso? A rocha se expande quando aquecida. Isso faz com que as ondas viajem lentamente pelas regiões quentes, disse Garnero, como as vibrações mais lentas que se movem através de uma corda solta.
As ondas lentas deram a esses recursos o nome formal: grandes províncias de baixa velocidade de cisalhamento ou LLSVPs - uma abreviação não-mágica que pode ter contribuído para o baixo perfil do tópico. "Nós também somos os culpados", disse Sanne Cottaar , um sismólogo da Universidade de Cambridge, "por errar tanto esse recurso".
A princípio, os cientistas da Terra que contemplavam essas manchas quentes argumentavam que seu único traço óbvio, o calor, era onde a história terminava. Alguns ainda o fazem.
Esta escola de pensamento sustenta que os blobs são principalmente apenas recursos térmicos. Com o tempo, o manto agita-se como um pote de água insuportavelmente fervendo lentamente. O calor vem do fundo, onde o manto toca o núcleo, e esse calor faz com que as rochas do manto flutuem em plumas. Onde os sismólogos mapeiam bolhas, eles podem estar apenas vendo as regiões base borradas dos maiores aglomerados de plumas quentes do mundo.
Nesta visão, os blobs são compostos principalmente do mesmo material que o restante do manto. E sua colocação é ditada pelas placas tectônicas de cima, não por algo inerente e assustador sobre essas regiões. Quando uma placa tectônica na crosta terrestre é empurrada abaixo de outra em um processo chamado subducção, ela afunda. Isso envia rochas mais frias para o manto.
No entanto, nenhuma placa foi subdividida nas regiões de bolhas nos últimos cem milhões de anos, disse Saskia Goes, do Imperial College London. "É a ausência de material frio que os torna relativamente quentes".
Enquanto isso, o campo oposto não duvida que as plumas subam das regiões quentes. Eles apenas argumentam que as bolhas são especiais por si mesmas.
Desde meados da década de 2000, várias equipes de sismólogos observaram sinais de terremotos que apenas pastam nas bordas dessas regiões. Esses sinais mostram padrões complicados, indicando que as ondas estavam deslizando através de um limite relativamente nítido. Isso sugere que as bordas dos blobs marcam uma transição entre os materiais, não apenas a temperatura.
Nesta visão, as bolhas são as chamadas pilhas termoquímicas, aglomerados de rochas densas com uma composição química distinta. Devido ao contato prolongado com o núcleo, eles são mais quentes que o restante do manto, causando o surgimento de plumas.
Assumindo que as bolhas são distintas, elas podem ser antigas - os últimos remanescentes sobreviventes da Terra infantil. Uma idéia importante é que eles se formaram quando todo o manto inferior era um oceano de magma, logo após o nascimento do planeta. As rochas começaram a esfriar e a cristalizar, mas o ferro permaneceu derretido no oceano magma, disse Nicolas Coltice na École Normale Supérieure, em Paris. Então, quando os últimos resíduos de magma se cristalizaram, eles eram tão densos e ricos em ferro que afundaram no fundo do manto, formando as bolhas.
Lá embaixo, eles teriam aguentado o maior cataclismo do planeta: um impacto hipotético com um corpo do tamanho de Marte chamado Theia que finalmente deu à luz a lua . Ou, Garnero especula, as pilhas densas e distintas podem até ser fragmentos da própria Theia, enterrados para sempre na terra profunda.
Na visão apenas térmica, as placas tectônicas são os verdadeiros motores e agitadores do mundo, ditando onde a ressurgência acontece. Mas o campo de pilhas termoquímicas acredita que bolhas quentes, pesadas e estáveis teriam mais um diálogo alternativo com o sistema tectônico na superfície. Correntes frias de placas afundando empurrariam as bolhas como Silly Putty; por sua vez, o calor das bolhas quentes empurrava as placas de volta.
Quebra-cabeças Hot Spot
Para testar quanto as bolhas estão ajudando a pilotar o navio geofísico, os cientistas procuraram o Havaí. No ano passado, os pesquisadores invocaram os blobs para resolver dois quebra-cabeças antigos.
Considere primeiro a cadeia do imperador havaiano, um trecho de ilhas e montanhas subaquáticas. A cadeia começa na ilha ainda em crescimento e abrange 6.200 quilômetros, terminando perto da Rússia. Os geólogos há muito explicam a cadeia como um ponto quente: enquanto a placa do Pacífico desliza sobre uma pluma de manto fixa, a pluma empurra novas ilhas vulcânicas por baixo.
O único problema é a curva. Bem no meio da corrente há uma torção de 60 graus. Os geofísicos pensaram que a curva veio de uma mudança há muito tempo no movimento da placa.
A cadeia de imperadores havaianos é uma série de ilhas e
montes submarinos que se estendem da península de Kamchatka da Rússia até a
ilha do Havaí. No ano passado, os pesquisadores argumentaram que a torção
de 60 graus na cadeia foi causada pela influência da bolha do Pacífico.
Centro Nacional de Dados Geofísicos / USGS
Mas,
para realmente ajustar todos os dados, argumentou uma equipe em julho ,
a pluma deve ter mudado também. E por isso eles culpam a bolha.
Estudos anteriores mostraram que a pluma havaiana pode
ter brotado longe da borda da bolha do Pacífico, disse John Tarduno, da
Universidade de Rochester, co-autor do novo artigo. Mas as correntes no
manto teriam deformado a bolha e puxado a pluma em sua direção. Eventualmente,
a pluma teria estacionado perto da borda da bolha.
A conexão entre o Havaí e a bolha do Pacífico pode, por
sua vez, resolver outro quebra-cabeça mais difundido.
Os geoquímicos há muito tentam explicar por que a lava do
Havaí e de outros locais quentes como Samoa, Ilhas Galápagos e Islândia tem
assinaturas químicas exclusivas. Por exemplo, a lava desses pontos quentes
contém uma concentração relativamente alta de hélio-3 - uma relíquia primordial
que antecede a origem do sistema solar. Os cientistas descobriram um
padrão semelhante nos isótopos de néon, que se acredita serem igualmente
antigos, e nos isótopos de tungstênio e xenônio, ambos formados a partir da
deterioração radioativa de outros elementos logo após o nascimento da Terra.
Em julho, uma equipe liderada por Curtis Williams ,
geoquímico da Universidade da Califórnia, Davis, publicou simulações
que traçavam as plumas sob pontos quentes de volta ao manto que fluía. Eles
descobriram que essas plumas atingem todo o caminho até as bolhas e trazem uma
química única. "Qualquer parte do manto [das plumas] vem", disse
Williams, "é realmente antiga".
As descobertas confirmam que as bolhas precisam ser
feitas de "materiais antigos", disse Roberta Rudnick ,
geoquímica da Universidade da Califórnia em Santa Barbara. "São
tempos muito emocionantes."
À medida que plumas e redemoinhos giram em torno das
bolhas, às vezes as correntes capturam pequenos pedaços do próprio material,
explicando a estranheza das lavas de pontos quentes muito acima. Mas
pedaços maiores também podem ocasionalmente se romper, e isso pode estar
conectado a outro padrão suspeito.
PALAVRAS-CHAVE:
Inteligência artificial assume previsão de terremotoComo explosões estelares próximas poderiam ter matado animais grandesA busca pelos oceanos ocultos da TerraPor que a crosta rachada da Terra pode ser essencial para a vida
De acordo com estudos liderados por Trond Torsvik na
Universidade de Oslo, as bolhas também parecem estar ligadas a cerca de duas
dúzias de regiões da superfície chamadas grandes províncias ígneas - lugares
onde, em vários momentos no passado da Terra, milhões de quilômetros cúbicos de
lava escorriam para a superfície como se através de feridas abertas. Muitos
desses eventos estão ligados a extinções em massa, como a Grande Morte, o maior
episódio de destruição da vida dos últimos meio bilhão de anos.
Se essa correlação não for uma coincidência, Lekić
especula que esses eventos podem até ser o resultado de blobettes partindo das
estruturas principais. Se levados à superfície, estariam quentes o
suficiente para causar aquelas erupções gigantescas e sustentadas. Por sua
vez, esse vulcanismo poderia ter mudado o clima e até levado a extinções em
massa. Tal sequência, se verificada, seria a bomba-relógio antediluviana
final - extinções apocalípticas desencadeadas por estruturas subterrâneas
enterradas desde o nascimento do mundo.
De perto, o subsolo é provavelmente mais pesado do que
parece, com mais de apenas duas bolhas, disse Garnero, assim como os mapas do
mundo têm grandes continentes e ilhas e penínsulas menores. Pedaços
menores de material quente podem acalmar as bolhas principais e deslizar para
outros lugares, explicando recursos como Yellowstone, que é mais difícil de
vincular a qualquer coisa no manto profundo do que os pontos quentes da ilha.
No entanto, mesmo uma geração após as bolhas surgirem na
visão, os cientistas da Terra ainda estão presos refinando suas medidas e seus
modelos do que os dados podem significar. "As pessoas têm uma
história mais longa e um tempo mais fácil, realmente olhando para as
estrelas", disse Cottaar. "Olhar para baixo tem sido bastante
desafiador."
Fonte: Quanta Magazine.Org / Joshua Sokol / Correspondente Contribuinte / 17-01-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se membro
da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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