Métodos diretos e indiretos – Estudando a constituição e a estrutura interna da Terra

Por: Marcus Cabral -01/08/2019

Do que é feito o interior do planeta? Existe realmente outro mundo como o diretor Eric Breving supôs em seu filme “Viagem ao Centro da Terra?” lançado em 2008? Como é a estrutura interna da Terra e como ela pode ser estudada?

Apesar dos muitos avanços da humanidade, ainda hoje é um verdadeiro mistério o que existe no interior do planeta. E mesmo com muitos estudos e suposições, as dúvidas e questões que ainda não foram respondidas continuam sendo muitas também!

Veja neste artigo quais foram as formas encontradas pelo homem para explorar esse universo desconhecido e verifique quais são os meios mais práticos para explorar tal assunto!

Estrutura interna da Terra: Como explorá-la?

O primeiro diferencial nas formas sobre como estudar a estrutura interna da Terra é bastante simples de ser compreendido, visto que existem dois modos: Os métodos diretos e os indiretos.

Enquanto os métodos diretos dizem respeito à observação que é feita de modo direto, os métodos indiretos, como o próprio nome sugere, se utiliza de teorias e cálculos que fazem suposições a respeito desse mesmo interior.

Entenda em maiores detalhes como funciona cada um desses métodos e seus respectivos meios de abordagem de estudo:

Métodos diretos de estudo

Os métodos diretos de estudo da estrutura interna da Terra se utilizam não apenas da observação visível, ou seja, superficial das camadas do planeta, mas também de outras artimanhas para encontrar as respostas a respeito do interior do planeta.

As formas de uso usuais desse método são a sondagem, estudo e avaliação dos xenólitos e magmas além da completa exploração de jazigos minerais e minas.

Entre as maiores vantagens desse método estão a possibilidade de conhecimento preciso por zona de exploração, uma vez que cada canto da Terra tem suas próprias características, e um número maior de detalhes a respeito de dados como tipos de  gases, composição do solo e da água entre outros.

Métodos indiretos de estudo

Evidentemente, os métodos indiretos de estudos da estrutura interna da Terra são mais complexos de serem estudados, uma vez que se baseiam em avaliações que fogem da simples observação.

E, antes de seguir em frente é preciso ressaltar que nesse grupo há uma subdivisão entre Planetologia e Astrogeologia, e Métodos Geofísicos. Veja mais a seguir:

Planetologia e Astrogeologia

A planetologia e a astrogeologia utilizam-se de técnicas já aplicadas no estudo de outros planetas, a fim de encontrar novas respostas e soluções.

Um dos recursos que têm ajudado na compreensão da estrutura interna da Terra, por exemplo, é o meteorito, que permite um confronto sadio de suas composições.

Vale ressaltar ainda, como exemplo desse tipo de estudo, que a massa total da Terra foi calculada a partir desse grupo de método indireto. Com o auxílio de satélites, também foram encontrados outros dados, tais como volume, diâmetro e densidade.

Métodos Geofísicos

Por sua vez, os métodos geofísicos de estudo da estrutura interna da Terra, que se utilizam da matemática e da física, podem ser mais uma vez divididos em grupos distintos. Entenda o que é, e em que cada um desses grupos ajuda nesse processo de conhecimento:

• Densidade Terrestre: Permite a conclusão de que possivelmente o interior do planeta é repleto de materiais muito mais densos do que na parte exterior da Terra;
• Geomagnetismo: É sabido que a Terra possui um campo invisível conhecido como campo magnético e que esse exerce influência sobre alguns corpos, tais como a agulha da bússola, por exemplo. O que gera esse campo, entretanto, ainda é fonte de investigação, supondo-se que a estrutura interna da Terra seja composta de altos teores de ferro e níquel;
• Geotermismo: O estudo da temperatura no interior da Terra já permitiu a conclusão de que quanto mais profundas as perfurações, maiores as temperaturas encontradas também;
• Gravimetria: Determina, a partir da gravidade terrestre, em que áreas é possível encontrar metais preciosos e petróleo, sendo indispensável neste tipo de prospecção e em muitas outras aplicações também;
• Sismologia: Estudo que observa o comportamento das ondas sísmicas, movimentos vibratórios que não se mantêm constantes única e exclusivamente devido ao fato da Terra não ser homogênea.

Modelos da estrutura Interna da Terra

O centro da Terra é profundo e repleto de materiais que o homem ainda não conhece. Com bases nesses estudos que já foram destacados criaram-se dois modelos de estrutura interna, sendo um Físico e outro Químico.

No modelo físico, a Terra é subdividida em cinco partes sendo elas: A Litosfera, camada que mais está em evidência no planeta com cerca de 100 km de espessura; a astenosfera, a mesosfera, o núcleo externo e o núcleo interno.

Já no modelo químico essa divisão se dá em três momentos sendo eles: A crusta, parte exterior, o manto que ocupa a maior parte do interior terrestre; e o núcleo que segundo estudiosos é composto por ferro e níquel.

Em resumo, o conhecimento proveniente da estrutura interna da Terra é ainda uma linha bastante tênue e fina. Há muito ainda o que se conhecer e explorar!

Seja através dos métodos diretos ou indiretos, quanto mais se souber sobre o interior do Planeta melhores serão as possibilidades de prever catástrofes naturais além de dar um melhor uso aos materiais encontrados nessa região profunda.

Tais conhecimentos, sobre a estrutura interna da Terra, ainda podem auxiliar na compreensão de como os planetas foram constituídos e como eles continuarão a progredir e oferecer o que cada pessoa precisa para o seu cotidiano.

Aprofunde seu conhecimento:

• Livro: Geofísica da Exploração → http://acesse.vc/v2/20043b12154
• Livro: Fundamentos de Geologia → http://acesse.vc/v2/20050e03e11

Artist's reconstruction of Chicxulub crater soon after impact, 66 million years ago.

DETLEV VAN RAVENSWAAY/SCIENCE SOURCE

Cientistas se preparam para perfurar o 'ground zero' do impacto que matou os dinossauros

By Eric HandMar. 3, 2016 , 2:00 PM

Este mês, uma plataforma de perfuração vai subir no Golfo do México, mas não terá como objetivo o petróleo. Os cientistas tentarão afundar um pouco de ponta de diamante no coração da cratera Chicxulub - o remanescente enterrado do impacto de um asteroide há 66 milhões de anos que matou os dinossauros, junto com a maioria das outras formas de vida no planeta. Eles esperam que os núcleos de rocha recuperados contenham pistas de como a vida voltou na esteira do cataclismo e se a própria cratera poderia ter sido o lar de uma nova vida microbiana. E perfurando uma crista circular dentro da borda da cratera de 180 quilômetros de largura, os cientistas esperam estabelecer idéias sobre como esses "anéis de ponta", marcas das maiores crateras de impacto, tomam forma.

"Chicxulub é a única estrutura preservada com um anel de pico intacto que podemos alcançar", diz o geofísico Sean Gulick, da Universidade do Texas, Austin, co-chefe cientista do projeto de US $ 10 milhões, patrocinado pelo International Ocean Discovery Program (IODP). e o Programa Internacional de Perfuração Científica Continental. "Todos os outros estão em outro planeta, ou foram erodidos." No final de março, um navio especialmente equipado navegará do porto mexicano de Progreso até um ponto a 30 km da costa. 

 

Lá, na água a 17 metros de profundidade, o barco afundará três postes e se elevará acima das ondas, criando uma plataforma estável. Até 1º de abril, a equipe planeja iniciar a perfuração, rapidamente produzindo 500 metros de calcário que foram depositados no fundo do mar desde o impacto. Depois disso, os perfuradores extrairão amostras centrais, em incrementos de 3 metros de comprimento, à medida que se aprofundarem. Por 2 meses, eles trabalharão dia e noite na tentativa de descer um outro quilômetro, procurando mudanças nos tipos de rochas, catalogando microfósseis e coletando amostras de DNA (veja a figura abaixo). "Temos uma chance para tentar reduzir para 1.500 metros", diz David Smith, gerente de operações do IODP no British Geological Survey em Edimburgo, Reino Unido.

(DIAGRAM) V. ALTOUNIAN/SCIENCE; (PHOTOS) CHRIS JENSON, DES; DAVE SMITH, ECORD; MICHAEL RYMER; DAVID KRING; GEOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA; ARTOGRAPHY/SHUTTERSTOCK; VILAX/SHUTTERSTOCK; HINRICH BAESEMANN/ALAMY

Embora esta seja a primeira tentativa de perfuração na cratera, os roughnecks enterraram poços em terra - antes mesmo de os cientistas saberem que uma cratera estava lá. Na década de 1950, geólogos da Pemex, a companhia nacional de petróleo do México, conduziram levantamentos gravimétricos e magnéticos da península de Yucatán e ficaram intrigados ao ver estruturas circulares subterrâneas - possíveis armadilhas de petróleo. Eles perfuraram vários poços exploratórios, mas perderam o interesse quando obtiveram rochas vulcânicas em vez de sedimentos com óleo. “Quando encontraram as rochas ígneas, disseram: 'Ah, esse é um centro vulcânico'”, diz Alan Hildebrand, geólogo da Universidade de Calgary, no Canadá.

In 1980, however, Nobel laureate Luis Alvarez and others called attention to a thin layer of iridium—possible material from an asteroid—found all over the world in rocks from the time of the dinosaur extinctions. It was the signature, they said, of a previously unsuspected cause of the extinctions: a giant impact. In 1991 Hildebrand and colleagues fingered the village of Chicxulub as the site of the cataclysm, finding quartz crystals shocked by an impact in samples from the Pemex wells—samples that had sat around for more than a decade. “Some people are a little embarrassed about that these days,” he says.

The data from the Pemex wells were spotty, and so scientists have always wanted to go back for a detailed look at the impact and its aftermath, says co–chief scientist 
Joanna Morgan of Imperial College London. “It seems like a lifetime’s ambition coming true,” says Morgan, who first proposed a scientifically cored well to the IODP in 1998. Although offshore drilling is expensive, she says that working at sea means the team will face fewer hassles with environmental permitting and won’t have to cope with the Yucatán’s poor roads. In 2005, Morgan and Gulick led a $2 million remote-sensing campaign that used small seismic explosions to help illuminate the subterranean structures and pinpoint the best spot to reach the peak ring.

As the drill approaches the crater, 
800 meters down, scientists expect to find fewer species of the shell-producing animals that make up the limestone, because life was just recovering from the impact. Some scientists think that carbon dioxide released by the impact would have acidified the oceans, contributing to the extinctions, so the drill team will look at whether seafloor animals just after the impact were species that tolerate low pH.

Just above the crater lies an impact layer, 100 meters or more thick, that would have been deposited in the weeks after the cataclysm. At its base, scientists expect to find a hodgepodge of chunks of bedrock blasted up by the impact and once-molten rock that fell back into the crater in the minutes after impact. Above that would be sediments, since hardened into rock, that were swept in as the ocean rushed into the vast new depression. The impact layer may be capped by hardened deposits of ash that persisted in the atmosphere for weeks or more before falling out.

(DIAGRAM) V. ALTOUNIAN/SCIENCE; (MAP) SEAN GULICK, UNIVERSITY OF TEXAS

For many of the IODP scientists, the main event will be reaching the peak ring. Peak rings abound on the moon, Mercury, and Mars. But on Earth, there are just two craters larger than Chicxulub that should also have peak rings: the 2-billion-year-old Vredefort crater in South Africa, and the 1.8-billion-year-old Sudbury crater in 
Canada—yet they are so old that the peak rings have eroded away.

The IODP team wants to test a leading model for peak ring formation, in which granite from Earth’s depths rebounds after a major impact, like water struck by stone, to form a central tower, taller than the crater rim. In minutes, the tower would collapse and collide with material slumping in from the rims to form the peak ring. Confirmation for the model could come from finding rocks “out of order”: deep rocks, probably granite, brought up in the central tower, lying atop originally shallower younger rocks. “They’re going to test whether our numerical models are making any sense or not,” says Jay Melosh, a planetary scientist at Purdue University in West Lafayette, Indiana, who helped develop the model.

The team is interested not just in the structure of the peak ring rocks but in what life they might host. Remote sensing has already suggested that the peak ring is less dense than expected for a granite—a sign that the rocks are porous and fractured in places. It is possible that these fractures, in the wake of the impact, were filled with hot fluids. “Those will be preferred spots for microbes to grow, but it depends whether the fractures have energy and nutrients,” says Charles Cockell, an astrobiologist on the IODP team at the University of Edinburgh. When the drill bit encounters mineral veins or other fracture zones in the peak ring, Cockell and his colleagues will take a subcore from the core: a biopsy on the geopsy. They will count and culture any microbes still living in the fractures, and sequence DNA to look for the genes responsible for metabolic pathways.

Those genes might show that peak ring microbes—descendants of those that lived after the impact—derive their energy not from carbon and oxygen, like most microbes, but from iron or sulfur deposited by hot fluids percolating through the fractured rock. And that would mean the impact crater, harbinger of death, was also a habitat for life.

Posted in:

• Technology

doi:10.1126/science.aaf4138

Ossos da Terra

Satélite delimita as regiões de maior densidade da superfície do planeta

CARLOS FIORAVANTI | Edição 219 - Maio de 2014

© EDUARDO CESAR

Os Andes, uma das regiões de difícil acesso investigadas pelo Goce…

Até cair no mar, em novembro do ano passado, encerrando sua missão de quatro anos na órbita do planeta, o satélite Goce (sigla em inglês para missão de estudo da gravidade e da circulação oceânica em regime estável) registrou com precisão o campo gravitacional da Terra, determinado pela variação de densidade. Quanto maior a massa no interior da Terra, maior o campo gravitacional e a aceleração da gravidade. Agora as informações estão ajudando a desvendar as grandes estruturas da Terra, principalmente de regiões de difícil acesso como a Amazônia, os Andes e a Sibéria, onde os dados terrestres são escassos. Projetado, lançado e administrado pela Agência Espacial Europeia (ESA), o Goce tem ajudado a reconstruir a história da Terra.

Usando as informações do Goce, Carla Braitenberg, da Universidade de Trieste, na Itália, determinou as regiões de maior densidade ou de maior campo gravitacional, destacando as áreas mais densas, como se estivesse observando os ossos da Terra, inacessíveis a observações geológicas diretas. Ela identificou as estruturas rochosas mais antigas, chamadas de crátons, da África e da América do Sul e detectou a continuidade das estruturas de maior ou de menor densidade dos dois continentes, como a Província da Borborema, no nordeste brasileiro, que se conectava geologicamente com o oeste da África Central. A conclusão é que esses blocos de rochas deviam ser contínuos antes de os continentes se separarem, afastando o que agora reaparece unido.

Usando o Goce, o físico Everton Bomfim, em seu doutorado no Instituto de Astronomia, Geociências e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP), detectou falhas nas medições da variação de gravidade, por terra, em áreas limitadas na Amazônia na década de 1970. Em seguida, ele verificou que o cráton da Amazônia, antes visto como único, pode ser na verdade dois – um ao norte, o Escudo das Guianas, e outro ao sul do rio Amazonas, o Escudo Brasileiro –, ainda que tenham idades geológicas próximas entre si, de até 3,2 bilhões de anos.

Essa possibilidade “poderia mudar um pouco a história geológica da região”, disse Bomfim, com a ressalva: “Não é possível tirar uma conclusão final a partir apenas de medidas gravitacionais. Precisamos também de outras fontes de dados como o paleomagnetismo”. O paleomagnetismo é uma técnica de análise das variações do polo magnético da Terra e de determinação dos polos magnéticos das rochas há milhares ou milhões de anos (ver Pesquisa FAPESP nº 85). Estudos paleomagnéticos recentes nas regiões sul e norte do cráton amazônico, coordenados por Manoel D’Agrella-Filho e Franklin Bispo-Santos, também do IAG-USP, detectaram uma possível diferença na direção entre as duas partes do cráton, indicando que elas poderiam ter origens distintas e que, em algum momento, já estiveram separadas. “Apenas sugerimos essa indicação, que contraria conclusões amplamente aceitas sobre a formação da bacia sedimentar amazônica”, observou Bomfim. Já é o bastante, porém, para aventar outras possíveis ocorrências de jazidas minerais e de petróleo ainda não identificadas na região.

© ESA

… cujas imagens de variações do campo gravitacional lembram uma Terra amassada

“O Goce não via detalhes, mas a Terra inteira”, sintetizou Eder Molina, professor do IAG-USP especializado em medições das variações do campo de gravidade, que foi o orientador de mestrado e doutorado de Bomfim. “Ou seja: via melhor coisas grandes, que os outros modelos gravimétricos não veem bem.” Por essa razão, disse ele, mesmo com uma resolução de 80 quilômetros, inferior a de outros satélites, os dados do Goce têm ajudado a complementar ou corrigir as medições terrestres, não tão abrangentes, e era o único a medir a variação dos componentes da gravidade em relação aos três eixos espaciais, chamados de x, y e z – até agora se media apenas a variação vertical, no eixo z, da aceleração da gravidade, determinada pela força da gravidade. O Goce via as variações do campo de gravidade de nove modos (para cima, para baixo, para frente, para trás e para os lados), indicando a influência de montanhas ou rochas mais densas da proximidade do ponto analisado, cujo formato, a partir daí, poderia ser delineado com mais precisão.

Em 2011, com informações de satélites gravitacionais mais simples que o Goce, Molina, com sua equipe, elaborou um mapa da variação do nível do mar, registrando uma diferença de 70 metros entre a altura da linha-d’água na África do Sul e em Belém, no Pará, em consequência da variação do campo gravitacional da Terra (ver Pesquisa FAPESP nº 181).

África e Andes

Sua obra seguinte, ainda não publicada, retratou o possível encaixe gravimétrico entre a América do Sul e a costa oeste da África antes da separação dos continentes. O mapa, ele notou, é muito semelhante ao publicado em fevereiro deste ano por Carla Braitenberg, de Trieste. Ela própria afirma, no artigo, que seu mapa representa outra forma de ver os continentes unificados em um único bloco e certamente será analisado com rigor por geólogos que examinavam apenas regiões específicas eventualmente comuns nos dois continentes.

“Alguns resultados questionam a validade de conceitos estabelecidos”, comentou Orlando Álvarez, pesquisador da Universidade de San Juan, Argentina, que trabalhou em Trieste com Carla Braitenberg durante um mês em 2010.  De volta à Argentina, usando o Goce e outros modelos gravimétricos, ele mapeou as zonas de fraturas dos Andes, o limite geográfico dos crátons da Argentina e o avanço horizontal ou inclinado da placa de Nazca sobre o continente sul-americano. “As áreas de ruptura causadas por terremotos intensos, como o de Valdivia em 1960, coincidiram com nossos resultados”, disse ele. “Podemos agora mapear as regiões mais frágeis e as possíveis zonas de ruptura antes dos tremores, embora não seja possível prever onde e quando um tremor possa ocorrer.”

Talvez às vezes seja possível. No dia 27 de março, o chileno Hans Agurto Detzel, em uma apresentação no IAG-USP, onde é pesquisador, disse que tinha observado uma sequência de terremotos pequenos na costa norte do Chile, com base em uma rede de sismógrafos, um dos aparelhos mais comuns para estudos em geofísica. Ele indicou uma região ainda vazia – uma lacuna sísmica – e a possibilidade iminente de um terremoto de magnitude oito a nove naquela área; o último dessa intensidade tinha ocorrido em 1877. No dia 1º de abril chegou o terremoto de magnitude 8,2 na região que ele havia assinalado, rompendo somente 200 dos 500 quilômetros da lacuna sísmica.

Nos dias seguintes, acompanhando os tremores no norte do Chile, ele notou que os tremores começavam a migrar para o sul da lacuna sísmica. Exatamente ao sul, entre Iquique e a península de Mejillones, parecia haver muita energia acumulada, “o suficiente para gerar outro sismo de magnitude similar ou maior”, segundo ele. Uma página do IAG na internet contém informações atualizadas sobre tremores no Brasil e nos países vizinhos.

Artigos científicos

BOMFIM, E. P. et al. Mutual evaluation of global gravity models (EGM2008 and Goce) and terrestrial data in Amazon Basin, Brazil. Geophysical Journal International, v. 2, p. 870-82. 2013.

BRAITENBERG, C. Exploration of tectonic structures with Goce in Africa and across-continents. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2014 (no prelo).

A origem da montanha

Teoria alternativa propõe que planalto nordestino se formou há cerca de 30 milhões de anos 

MARCOS PIVETTA | Edição 197 - Julho de 2012

© FABIO JR SM / WIKIMEDIA

Trecho da serra do Bodopitá, na Paraíba: magma basáltico aprisionado na zona limítrofe entre a crosta e o manto terrestre estaria na origem do planalto da Borborema

Alguns estudos atribuem as origens do planalto ou serra da Borborema aos efeitos do clima. Ao longo de milhões de anos, as intempéries teriam moldado o relevo acidentado dessa região, formada pelas terras altas que dão um ar montanhoso a porções do interior de Pernambuco, Paraíba, Alagoas e Rio Grande do Norte. Outros trabalhos debitam as origens do platô na conta de processos geológicos que ocorreram no período Cretáceo, entre 136 e 65 milhões de anos atrás. A separação da América do Sul e da África, que até então formavam um único bloco no antigo supercontinente Gondwana, fez nascer o oceano Atlântico e, segundo a teoria mais aceita, provocou um estiramento da crosta terrestre em trechos do Nordeste brasileiro. A camada mais externa da Terra se tornou mais fina na região e uma das consequências desse estirão seria o aparecimento de elevações em certos pontos, como o planalto da Borborema.

Um novo trabalho, feito pelos geofísicos Walter Eugênio de Medeiros, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), e Roberto Gusmão de Oliveira, do Serviço Geológico do Brasil (CPRM), defende a hipótese de que outro mecanismo geológico, mais recente e de natureza distinta do esticão ocasionado pela separação dos continentes, também pode ter desempenhado um papel importante na formação do planalto nordestino. Segundo um artigo da dupla de pesquisadores, a ser publicado em agosto no Journal of South American Earth Sciences, o soerguimento da Borborema pode ser consequência de atividade magmática e de uma anomalia térmica profunda que teriam se iniciado há cerca de 30 milhões de anos naquele trecho do Nordeste.

Durante seu trajeto de ascensão das profundezas para a superfície do globo, material quente e fundido, basicamente magma basáltico, teria ficado aprisionado na zona limítrofe entre a crosta e o manto, respectivamente a camada mais externa e a intermediária da Terra. A diferença de densidade entre o magma e as rochas vizinhas teria provocado uma força no sentido vertical, o empuxo. “Essa força teria deformado a crosta e feito a região se elevar, dando origem assim ao planalto da Borborema”, diz Oliveira. “Não estamos dizendo que esse foi o único processo que levou à formação do planalto, mas, sim, que esse mecanismo também pode ser a causa profunda do surgimento da Borborema”, afirma Medeiros.

O foco do estudo são as chamadas condições isostáticas do planalto da Borborema, ou seja, as alterações no equilíbrio gravitacional entre duas estruturas internas da Terra: a litosfera, parte rígida que abrange a crosta e a parte superior do manto, e a astenosfera, segmento fluido do manto. Variações nesse equilíbrio produzem modificações no relevo terrestre e podem dar origem a montanhas ou depressões. As alterações podem ser causadas por forças localizadas na superfície ou no interior do planeta, ou em ambos. “O sistema funciona como uma estrutura elástica que flexiona quando as cargas são colocadas, mas recuperam sua condição inicial quando elas são removidas”, compara Oliveira.


No caso do planalto da Borborema, os dados da dupla de pesquisadores sugerem que essa serra foi formada pelo soerguimento da crosta em razão de forças localizadas imediatamente abaixo da camada mais superficial da Terra. As medições indicam, segundo a interpretação dos geofísicos, que as forças na base da crosta são maiores do que o peso da topografia ali formada. “Aparentemente, a julgar pela intensa atividade sísmica da região, o processo ainda está ativo”, afirma Medeiros. Ou seja, o planalto da Borborema ainda não teria atingido o equilíbrio isostático e, na medida em que a denudação das rochas ocorre, a crosta lentamente retorna de forma elástica para sua condição inicial.

Dados produzidos em viagens pela região serrana do Nordeste amparam a tese dos geofísicos, cujo estudo faz parte dos trabalhos patrocinados pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Geofísica do Petróleo. A dupla de pesquisadores realizou medições da intensidade do campo gravitacional (gravimetria) em vários pontos do planalto da Borborema e também usou informações produzidas por outros centros de pesquisa. A partir desse tipo  de dado, é possível inferir a densidade das rochas e a espessura das camadas geológicas numa região. Os pesquisadores registraram alguns tipos de perturbação, como a chamada anomalia de geoide positiva, que pode ser interpretada como um indicativo de que ali a camada geológica mais superficial é mais espessa. “A crosta é cerca de quatro quilômetros mais grossa sob o planalto do que fora dessa região”, diz Oliveira. Em certos pontos da serra ela atinge 35 quilômetros de espessura.

De Campina Grande a Caruaru
Com altitude média de 500 metros e picos extremos que chegam a 1.200 metros, o planalto da Borborema é uma das formações naturais mais interessantes e desafiadoras para os geofísicos brasileiros. Seus domínios englobam cidades conhecidas, como a paraibana Campina Grande e a pernambucana Caruaru. Seu formato se assemelha a uma elipse alongado na direção norte-sul, atingindo um comprimento máximo de 470 quilômetros e uma largura que varia de 70 a 330 quilômetros. Ao lado da depressão sertaneja, uma planície com altitudes entre 0 e 200 metros situada no norte do Nordeste, e da chapada do Araripe, um planalto mais modesto do interior de Pernambuco, Ceará e Piauí, a serra da Borborema faz parte de um enorme bloco de rochas que abarca quase todo o Nordeste: a província Borborema.

“No passado tectonismo e vulcanismo foram duas marcas significativas dessa região serrana, ainda hoje palco de pequenos terremotos e falhamentos que reforçam os indícios de que a província Borborema tem uma litosfera diferente da do restante do escudo brasileiro”, comenta Naomi Ussami, geofísica da Universidade de São Paulo e estudiosa da Borborema. Sob a província, a astenosfera, onde a temperatura do manto passa de 1.300 graus, é mais rasa. Estima-se sua profundidade em 80 quilômetros, enquanto no restante do Brasil – em especial nos crátons, pedaços antigos e frios de continente – é de 200 quilômetros. Como consequência, a litosfera da Borborema deve ser mais fina e quente. “Uma grande região no interior da litosfera com maior temperatura faz diminuir a densidade das rochas, que tendem a flutuar e se deslocar para profundidades menores. Esse pode ser um mecanismo alternativo para o levantamento e a erosão de partes da província Borborema”, cogita Naomi.

A hipótese formulada por Medeiros e Oliveira para explicar a formação do planalto da Borborema não é consenso entre os estudiosos. Trabalhos feitos com outras técnicas, como a refração sísmica profunda, permitem formular teorias distintas sobre o surgimento dessa importante serra nordestina, mais na linha de que as origens da serra estariam mais associadas ao processo de separação da América do Sul do continente africano. A refração sísmica consiste em gerar explosões próximas à superfície a fim de medir a propagação das ondas de choque no interior da Terra. Quando passam de um meio a outro, as ondas são parcialmente refletidas e refratadas, mudando de velocidade. Como as camadas geológicas da Terra apresentam densidades diferentes, a velocidade varia em distintos pontos das entranhas do planeta. Dessa forma, é possível estimar onde fica a divisa entre a crosta e o manto.

Para José Eduardo Soares, geofísico da Universidade de Brasília, as análises com a técnica de refração sísmica profunda sinalizam que a gênese da serra da Borborema ocorreu de forma diversa da proposta por Medeiros e Oliveira. “Nossa ideia é que o processo de formação do planalto foi muito simples”, afirma Soares. “Houve uma delaminação da litosfera, uma perda de material que levou ao soerguimento do planalto.” O processo teria ocorrido no Cenozoico, como consequência da separação dos continentes iniciada cerca de 100 milhões de anos atrás. Como se vê, as técnicas até hoje usadas para estudar esse importante acidente geográfico ainda não levaram a um consenso sobre as origens das elevações que marcam o interior de uma parte do Nordeste.

Artigo científico
OLIVEIRA, R.G. e MEDEIROS, W.E. Evidences of buried loads in the base of the crust of Borborema Plateau (NE Brazil) from Bouguer admittance estimates. Journal of South American Earth Sciences. v. 37, p. 60-76. ago. 2012.