Modelos de como funciona o manto da Terra poderão sofrer mudanças.

O manto profundo , uma região que fica 670 a 2.900 quilômetros abaixo da superfície terrestre, é improvável de se chegar e difícil de se "ver" claramente com sinais sísmicos. Sabe-se sobre o manto mediante estudos de ondas sísmicas, que aceleram e retardam, levando a uma base de conhecimento de como elas viajam através de diferentes camadas no interior da Terra. A parte mais profunda do manto tem "manchas estranhas" e
zonas de sismicidade lenta que têm intrigado muitos cientistas.

Modelos de como funciona o manto da Terra poderão sofrer mudança graças a dois novos estudos que recriam as condições extremas acima do núcleo do planeta. Os dois novos estudos oferecem  possíveis explicações para esse comportamento sísmico estranho.

Nos estudos, os pesquisadores reproduziram as condições no interior do manto profundo em experimentos de laboratório. A trabalhar de forma independente e em continentes diferentes, as equipes deram tiros lasers em minúsculas amostras de rocha espremidas entre bigornas de diamante.

Uma das equipes de cientistas concluiu que a ideia de como certas rochas se comportam no manto profundo, que responde por cerca de metade do volume da Terra, era equivocada. A outra equipe encontrou evidências que pequenas quantidades de rochas mais comuns na superfície terrestre, a exemplo de o basalto, se agrupavam em forma líquida na fronteira manto-núcleo. 

Os resultados foram publicados no dia 22 de maio na revista Science. 

 "Estes resultados são um novo passo frente a reprodução em laboratório do que está ocorrendo no manto muito profundo", disse Denis Andrault, principal autor de um dos estudos e cientista da Universidade Blaise Pascal, na França.

« Mutações minerais no Manto » 

O estudo que examina rochas mantélicas descobriu que um mineral chamado perovskita, que compõe cerca de 80% do manto profundo, se comporta de maneira diferente em profundidades superiores a 2.200 km do que acima desse nível. Ocorre que, na parte mais baixa do manto inferior, a perovskita tem duas fases - diferentes formas de organização de seus átomos. Uma fase, H-phase ou fase H, contém ferro e uma estrutura hexagonal, enquanto a outra forma é isenta de ferro. 

Segundo o principal autor desse estudo, Li Zhang - cientista do Centro de Pesquisa de Ciência de Alta Pressão e Tecnologias Avançadas em Xangai, a fase H é mais estável a temperaturas e pressões encontradas perto do núcleo, e é provavelmente mais comum do que a forma de perovskita livre de ferro. Sabe-se que mudanças litológicas possuem relação direta na classificação das camadas do interior da Terra, e muitas vezes são indicadas por mudanças bruscas na velocidade das ondas sísmicas. 

Os pesquisadores acreditam que a descoberta citada irá desencadear mais pesquisas do interior da Terra nos locais onde a perovskita muda até a fase H. Isso porque descobrindo a nova fase H, também abre possibilidades para melhorar os modelos de interior da Terra , conforme conta Quentin Williams, professor da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que não esteve envolvido no estudo.

Pesquisadores agora podem explorar melhor como a transição de uma fase mineral para outro ciclo de convecção influencia no sistema de tectônicas de placas do planeta, e se existe um sinal sísmico da mudança. 

 "A idéia de que, 1.000 km acima do núcleo da Terra, o material pode ser separado em minerais ricos em ferro e pobre em ferro, é muito nova", disse Williams. 

« Da crosta ao núcleo »

O segundo estudo, pela equipe da Universidade Blaise Pascal, indica que fragmentos de crosta oceânica podem derreter no limite manto-núcleo. Esta não é uma simples conclusão; basalto pode derreter facilmente debaixo de vulcões em erupção, mas no manto profundo as rochas podem se comportar estranhamente devido a pressões submetidas que podem ser chegar até um milhão de vezes maior do que na superfície da Terra, e temperaturas no manto profundo são escaldantes: estimatima-se em 1.530 ºC a 3.700 ºC. 

Os resultados vão influenciar o debate sobre fundição de fragmentos da crosta perto do núcleo e como as novas evidências podem influenciar as teorias sobre as plumas mantélicas que alimentam hotspots e transferência de calor dentro da terra. 

Ilustração do arranjo experimental utilizado para reproduzir a intensa pressão nas profundezas da Terra

Crê-se que o manto profundo é como um armário de armazenamento da Terra. Alguns pesquisadores acreditam que esses "bolsões de rocha derretida" por cima do núcleo poderiam existir lá desde quando o planeta se formou a 4,5 bilhões de anos. Outros cientistas também acreditam que o ciclo de convecção que move as placas tectônicas regularmente traz material antigo até a superfície, fazendo com que "os líquidos" do manto profundo estejam mais para tanques de armazenamento de curto prazo do que um ponto de acumulação.