Hipótese de fusão parcial do manto terrestre mais profundo é confirmada

O manto magmático e o núcleo da Terra coexistem a 2900 quilômetros abaixo de nossos pés, ao nível de uma zona ainda misteriosa.

taniager

17 Setembro 2010 | 19h58

Esta imagem obtida com um microscópio eletrônico mostra um exemplo de

Esta imagem obtida com um microscópio eletrônico mostra um exemplo de "manto" após o processamento, colado em uma grade de cobre cônica por feixes de íons focados (FIB). Ela permite a visão de diferentes minerais sintetizados e líquidos da experiência: uma matriz constituída de uma fase de estrutura de composição de perovskita (Mg, Fe)SiO3 (o mineral mais abundante na terra, porque é estável em todo o manto inferior) aparece em cinza claro. É possível distinguir veias e bolsas de líquidos, cujas composições são ricas em ferro e cálcio (cinza escuro). Crédito: cortesia de G. Fiquet, IMPMC.

O manto magmático e o núcleo da Terra coexistem a 2900 quilômetros abaixo de nossos pés, ao nível de uma zona ainda misteriosa. Uma equipe de geofísicos acaba de verificar que a fusão parcial do manto terrestre é possível nesta região, uma vez que a temperatura tem cerca de 3900 graus Celsius, o que reforça a hipótese de um oceano magmático profundo. A originalidade do trabalho realizado por pesquisadores do Instituto de mineralogia e de física dos círculos condensados (CNRS/UPM/Universidade de Paris Diderot/Instituto de Física do Globo/IRD), reside na utilização da difração de raios-x , sobre uma fonte de luz do European Synchrotron Radiation Facility  em Grenoble, França. Publicado hoje pela revista Science, estes resultados terão repercussões na compreensão da dinâmica, composição e formação das profundezas do nosso planeta. 

A região mais externa do núcleo da Terra é constituída de ferro líquido. O manto sólido consiste principalmente de óxidos de magnésio, ferro e silício. Sua fronteira, localizada a 2900 km sob os nossos pés, intriga os geofísicos. Com uma pressão de cerca de 1,4 milhões de vezes a pressão atmosférica e temperatura de mais de 3700 graus Celsius, esta região é palco de reações químicas e alterações de estado da matéria ainda desconhecidas. Todos os sismólogos que estudam a questão constataram uma súbita diminuição da velocidade das ondas sísmicas, que por vezes atinge 30% a poucos quilômetros da fronteira nuclear. Depois de quase 15 anos, uma hipótese sobre a fusão parcial do manto terrestre nesta fronteira foi confirmada. 

Para acessar as profundezas da Terra, os cientistas dispõem não apenas de imagens sísmicas, mas também de uma técnica experimental valiosa: a célula bigorna de diamante acoplada a um aquecedor a laser. Uma célula de bigorna de diamante é um dispositivo utilizado em regiões de pressão extrema, portanto, simula condições de pressão existentes em alguns planetas. Este instrumento permite recriar as mesmas condições de pressão e temperatura do interior da terra, em amostras de material de alguns mícrones. Esta técnica foi empregada pelos pesquisadores em amostras naturais representativas do manto terrestre submetidas a pressões de mais de 140 GB pascais (1,4 milhões de vezes a pressão atmosférica) e a temperaturas acima de 4700 graus Celsius. Uma das novidades: a utilização da difração de raios-X (3) no seio do Anel de Síncrotron Europeu (ESRF). 

Assim, os cientistas determinaram quais as fases minerais que se formaram em primeiro lugar e estabeleceram, sem extrapolação, as curvas de fusão do manto terrestre profundo (ou seja, uma caracterização da passagem do estado sólido para o estado parcialmente líquido). Suas observações mostram que a fusão parcial do manto é possível, porque a temperatura lá se aproxima de 3900 graus Celsius. Estas experiências também provam que os líquidos produzidos nesta fusão parcial são densos, e que eles podem levar a muitos elementos químicos, entre os quais importantes marcadores da dinâmica do manto terrestre. Estes estudos ajudarão os geofísicos e geoquímicos a compreender melhor os mecanismos da diferenciação da Terra e a história de sua formação, que começou há cerca de 4,5 bilhões de anos.

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