Bárbara Castro
RedatoraA origem da água na Terra continua sendo um dos maiores mistérios da geologia. Há décadas, a comunidade científica tenta entender se existem reservatórios subterrâneos que teriam ficado selados desde os primeiros momentos da formação do planeta, há bilhões de anos.
Agora, um estudo internacional publicado na renomada revista Nature Geoscience trouxe evidências concretas sobre o tema. Ao reproduzir as condições extremas presentes no limite do núcleo terrestre, uma equipe de pesquisadores sintetizou novos minerais capazes de capturar e reter água mesmo sob pressões e temperaturas colossais.
Como é possível encontrar água a 2.900 quilômetros sob a Terra?
A cerca de 2.900 quilômetros abaixo dos nossos pés fica a fronteira entre o manto inferior e o núcleo da Terra — uma região dominada por condições quase inimagináveis. Nessa profundidade, a pressão chega a ser aproximadamente dois milhões de vezes maior que a pressão atmosférica da superfície (atingindo quase 200 gigapascais), com temperaturas que superam facilmente os 2.500 °C.
Para conseguir investigar profundezas tão inacessíveis, os cientistas precisaram recriar esse ambiente extremo em laboratório. Konstantin Glazyrin, líder de operação da linha de luz de alta pressão P02.2 no síncrotron DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), explicou o método ao site oficial do DESY:
“Não podemos simplesmente perfurar a Terra até o fundo para coletar amostras: o poço mais profundo já escavado atingiu apenas cerca de 12 km na crosta terrestre. Por isso, os pesquisadores precisam reproduzir em laboratório as condições que reinam no interior do planeta, a cerca de 2.900 km de profundidade, e então analisar quais materiais conseguem se formar em um ambiente tão extremo.”
Para isso, os pesquisadores comprimiram amostras minúsculas de matéria entre duas bigornas de diamante ultrarresistentes e as aqueceram com lasers de altíssima potência. Com o auxílio dos raios X da fonte de luz PETRA III do DESY, a equipe conseguiu observar em tempo real a cristalização de estruturas minerais até então desconhecidas nessas condições extremas.
Quais são esses novos minerais capazes de reter a água do manto?
Durante os experimentos, os cientistas identificaram dois compostos de oxi-hidróxido de ferro nunca antes descritos pela ciência: Fe₅O₁₂H₉ e Fe₇O₁₂H₉. Essas estruturas combinam ferro, oxigênio e hidrogênio em redes cristalinas extraordinariamente densas.
Uma das conclusões mais surpreendentes do estudo é a facilidade com que essas substâncias se formam. Os pesquisadores notaram que elas surgiram não apenas em amostras iniciais ricas em água, mas também a partir de materiais quase completamente secos.
Leonid Dubrovinsky, pesquisador do Instituto Bávaro de Pesquisa em Geoquímica e Geofísica Experimental (BGI) da Universidade de Bayreuth e coautor do artigo, comentou o resultado no portal científico Phys.org:
“Aparentemente, até mesmo quantidades muito pequenas de hidrogênio já bastam para estabilizar esses compostos de ferro ricos em água.”
Entre as duas novidades, o composto Fe₅O₁₂H₉ impressiona pela sua capacidade de acomodar um volume massivo de hidrogênio. Pelos cálculos dos cientistas, bastaria uma concentração de meros 1% desse mineral no manto para estocar uma parcela gigantesca de toda a reserva global de hidrogênio do manto de silicatos do planeta.
De onde vem essa reserva de água e qual é o seu papel geológico?
A identificação teórica desses oxi-hidróxidos de ferro traz respostas valiosas sobre dois pilares fundamentais da evolução geológica da Terra: a conservação da água primordial e a reciclagem pela dinâmica das placas tectônicas.
- Água primordial: Durante as primeiras fases da Terra, um oceano basal de magma resfriou-se logo acima do núcleo. Ao se cristalizar, esse magma residual concentrou ferro e água, gerando o ambiente ideal para a formação desses compostos densos.
- Água reciclada: O movimento das placas tectônicas empurra a água superficial em direção às profundezas por meio da subducção. Por conta de sua altíssima densidade, esses compostos migram naturalmente até a fronteira núcleo-manto, retendo a água ao longo de eras geológicas.
Man Lianjie, pesquisador formado no BGI e coautor do estudo, detalhou ao Phys.org o papel dessas formações no interior do globo:
“Esses minerais também poderiam estocar a água levada para o interior da Terra pelo movimento das placas tectônicas. Como são compostos muito densos, eles provavelmente permaneceriam perto do limite entre o núcleo e o manto, retendo essa água por períodos de tempo geológicos.”
O impacto nas ondas sísmicas e na atividade vulcânica
Ao capturar o ferro dos minerais de silicato ao redor durante sua formação, esses oxi-hidróxidos reorganizam as fronteiras minerais no interior do planeta. Esse processo pode finalmente solucionar um mistério antigo: as anomalias detectadas na velocidade de propagação das ondas sísmicas logo acima do núcleo terrestre. Além disso, ao interagir com o magma que sobe em direção à crosta, essa água primordial tem potencial para turbinar significativamente a atividade dos vulcões na superfície.
Matéria traduzida de JeuxVideo*
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