Uma equipe de pesquisadores liderada por Ho-Kwang Mao, da Carnegie Institution, nos Estados Unidos, parece ter desvendado um mistério que há muito incomoda os geólogos. Os autores explicaram em que mineral as zonas de lentidão das ondas sísmicas na fronteira núcleo-manto consistem e reproduziram o processo de sua formação em laboratório. Se as conclusões dos cientistas estiverem corretas, essas zonas acabam sendo um gigantesco armazenamento de oxigênio, que pode influenciar a história da vida na Terra. Um artigo científico com os resultados do estudo foi publicado na revista Nature em 22 de novembro de 2017.
Como sabemos o que está sob nossos pés? Essa pergunta simples é uma dor de cabeça para os geólogos. A jornada ao centro da Terra existe apenas nas páginas de livros de ficção científica, mas, na verdade, a profundidade recorde de perfuração mal ultrapassa 12 quilômetros.
As ondas sísmicas vieram em auxílio dos cientistas, que se espalham de diferentes maneiras em rochas de diferentes densidades, permitem conduzir "ultrassom" até as profundezas do nosso planeta. No entanto, as informações que podem ser obtidas em tal varredura estão incompletas. Freqüentemente, as respostas recebidas levantam apenas novas questões. Na verdade, como em qualquer outro campo da ciência.
A uma profundidade de 2.900 km, o limite núcleo-manto está localizado. Os geólogos descobriram há muito tempo áreas nas quais as ondas sísmicas se movem de forma incomumente lenta. Elas eram chamadas de zonas de velocidade ultrabaixa, em inglês zonas de velocidade ultrabaixa, daí a abreviatura UVZ. Mas o que é isso? Que material misterioso diminui tanto a vibração da terra?
Essa questão há muito é discutida por cientistas, e muitas hipóteses já foram propostas. No entanto, todos têm um inconveniente: é preciso explicar como a substância necessária como um todo acabou em tal profundidade.
A equipe de Ho-Kwan parece ter matado dois coelhos com uma cajadada só. Os pesquisadores encontraram um mineral adequado e um mecanismo simples para sua formação na hora. É verdade que esse sucesso levou à questão da necessidade de revisar algo na história da biosfera da Terra.
O mineral que os autores gostaram é o peróxido de ferro FeO2Hx (o número de átomos de hidrogênio pode ser diferente). Falando sobre o trabalho de seus antecessores, dizem que são estáveis nas condições do manto inferior.
Mas de onde você pode obtê-lo? Para responder a essa pergunta, os cientistas recriaram uma pequena parte das profundezas infernais em laboratório. Pinças de diamante comprimiam a substância, criando uma pressão de 860 mil atmosferas. Um feixe de laser penetrando em placas de diamante transparentes aqueceu os reagentes a 1900 graus Celsius.
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Nessas condições, como os autores descobriram, o peróxido de ferro é formado a partir dos componentes mais simples: ferro e água. Existe tanto ferro no núcleo da Terra quanto necessário - na verdade, ele é feito principalmente desse metal. E água? Segundo os autores, anualmente 300 milhões de toneladas de água afundam nas profundezas do manto devido ao movimento das placas tectônicas. De acordo com seus cálculos, um décimo da água do Oceano Mundial seria suficiente para criar toda a UVZ observada. Para efeito de comparação: de acordo com algumas estimativas, há 90 vezes mais água no interior da Terra, incluindo a crosta, manto e núcleo, do que na superfície.
Acontece que o mineral necessário é formado na borda do manto e no núcleo a partir de substâncias que lá existem. Mas isso é realmente responsável pela imagem que é observada nos sismogramas?
Os pesquisadores também testaram isso. Usando experimentos e cálculos teóricos, eles descobriram que as características exigidas (velocidade do som, densidade, etc.) têm uma mistura na qual 40-50% é peróxido de ferro e o resto está nas rochas usuais do manto inferior. As propriedades de tal mistura estão em excelente acordo com os dados observacionais do UVZ. Parece que o segredo das misteriosas "zonas de desaceleração" foi revelado.
Mas essa descoberta levanta outras questões interessantes. Conforme explicado em um comunicado de imprensa do estudo, os depósitos de peróxido de ferro representam um reservatório gigante de oxigênio. De vez em quando, o oxigênio pode ser liberado e atingir a superfície. As implicações de tais eventos e sua possível ligação com as mudanças climáticas, extinções em massa e outros grandes eventos ainda precisam ser estudados.
