O manto da Terra retém grandes quantidades de água

Em um diamante, pesquisadores descobrem evidências de água no interior da Terra

A zona de transição entre o manto superior e inferior pode conter mais água do que todos os mares juntos. Este gráfico mostra a localização da zona de transição e o local de origem do anelwoodita. © Kathy Mather
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Jules Verne estava certo: existe um vasto reservatório de água no interior da terra - embora não na forma de um lago ou oceano. A água é armazenada na rocha da camada de transição entre o manto superior e o inferior. No entanto, existem mais do que em todos os oceanos juntos, como relatam os pesquisadores na revista "Nature". A evidência decisiva para isso eles descobriram em um diamante.

Segundo a teoria popular, a água terrestre poderia ter vindo de duas fontes: cometas e asteróides ricos em água poderiam ter trazido parte dela do espaço. Dizem que grande parte dela vem da Terra: "A fonte de água na hidrosfera da Terra é o manto da Terra", explicam Graham Pearson, da Universidade de Alberta, em Edmonton e seus colegas. No entanto, o manto superior é feito da olivina mineral, que dificilmente pode armazenar água.

Camada de transição como reservatório de água?

Mas embaixo, a uma profundidade de 410 a 660 quilômetros, fica a camada de transição para o manto inferior. Aqui, a enorme pressão e calor fazem com que a olivina mude sua estrutura cristalina e se torne mineral de wadsleyita e ringwoodita. E, especialmente, este último poderia teoricamente armazenar água e, assim, representar o reservatório da água primitiva. O grande problema aqui é que mesmo a broca mais moderna não pode penetrar nessas profundidades; portanto, os pesquisadores tiveram que usar métodos de medição indiretos, incluindo ondas sísmicas, para descobrir mais sobre a estrutura dessa camada de transição. Até agora.

Nesse diamante bruto marrom-escuro, os pesquisadores descobriram o minúsculo grânulo Ringwoodite © University of Alberta

Pela primeira vez, os cientistas descobriram um pequeno pedaço de madeira das profundezas do manto. Pearson e seus colegas vieram em auxílio do acaso. Na verdade, os pesquisadores procuravam um mineral diferente quando encontraram um minidiamond discreto e marrom-escuro na área em torno das minas de diamantes de Mato Grosso no Brasil. Os pedaços de apenas três milímetros, de formato irregular, eram inúteis para a fabricação de jóias.

Achado aleatório no diamante opaco

Mas por dentro, um verdadeiro tesouro se escondeu, como um dos estudantes de doutorado da equipe descobriu um ano depois em um exame de acompanhamento: no meio do diamante, havia um cristal esverdeado minúsculo, com apenas 40 mícrons de tamanho, "Foi uma coisa muito boa que descobrimos", diz Pearson. Os pesquisadores prepararam essa inclusão de cristal e a analisaram usando vários métodos, incluindo espectroscopia a laser e infravermelho e difração de raios-X. display

A análise revelou que realmente era o ringwoodita - o primeiro já encontrado na Terra. Pela primeira vez, os geólogos tinham um pedaço de mineral em suas mãos, que vinha da zona de transição do manto de uma profundidade de mais de 410 quilômetros. Ao longo de milhões de anos, o pequeno monte de pedras provavelmente alcançou atividade vulcânica em estratos mais altos. Em algum lugar dessa ascensão, havia um diamante que a preservava até hoje.

Graham Pearson segura o diamante onde o ringwoodite foi encontrado. Universidade de Alberta

Mais água do que todos os oceanos juntos

Mais importante, porém, como as análises mostraram, o ringwood na verdade contém cerca de 1, 5% em peso de água. Mas isso também significa que a camada de transição, da qual esse mineral provém, deve conter pelo menos um por cento de água. Isso não parece muito, mas se você adicionar isso a toda a camada de transição, muitas coisas se juntam: "Essa camada de terra pode conter tanta água quanto todos os oceanos do mundo juntos", explica Pearson.

Essa amostra mineral fornece a primeira evidência direta de que a zona de transição deve ser rica em água, pelo menos em alguns lugares. "De certa forma, é um oceano dentro da Terra, conforme descrito por Jules Verne em seu romance Jornada ao Centro da Terra", explica Hans Keppler, da Universidade de Bayreuth, em um comentário. "Somente este oceano não tem a forma de água líquida, mas consiste em grupos OH em um mineral incomum".

Essa descoberta tem grande significado para nossa imagem do interior da Terra, mas também para muitos processos geológicos. Para o vulcanismo, as placas tectônicas e outros processos que tornam a Terra um planeta tão dinâmico são crucialmente influenciados pela quantidade e quantidade de água presente nas várias camadas. A água muda a maneira como um planeta funciona, explica Pearson. O conhecimento de que existe um reservatório inteiro desse lubrificante geológico em profundidade lança nova luz sobre muitas teorias e hipóteses geológicas. (Natureza, 2014; doi: 10.1038 / nature13080)

(Natureza / Universidade de Alberta, 13.03.2014 - NPO)