As misteriosas cordilheiras que ficam nas profundezas da Terra

Era um dia reluzente de verão na Antártida. Com os cílios congelados, Samantha Hansen olhou para a paisagem amorfa: uma parede branca, na qual a parte de cima era igual à parte de baixo, e o chão se misturava perfeitamente com o céu.

Em meio a essas condições desconcertantes, com temperaturas girando em torno de -62°C, ela identificou um local adequado na neve e pegou uma pá.

Hansen estava no inóspito interior do continente branco. Não na pitoresca —e um pouco mais quente— Antártida em que chegam as excursões de cruzeiros, mas em um ambiente implacável onde nem mesmo a vida selvagem se aventura.

Como parte de uma equipe da Universidade do Alabama e da Universidade Estadual do Arizona, ambas dos Estados Unidos, ela estava em busca de cadeias de "montanhas" escondidas: picos em que nenhum explorador jamais pisou, que a luz do Sol nunca iluminou.

Essas montanhas estão localizadas nas profundezas da Terra.

Era 2015, e os pesquisadores estavam na Antártida para montar uma estação sismológica —um equipamento parcialmente enterrado na neve que permite estudar o interior do nosso planeta. Ao todo, a equipe instalou 15 em toda a Antártida.

As estruturas com formas de montanhas que eles revelaram são completamente misteriosas. Mas a equipe de Hansen descobriu que essas zonas de velocidade ultrabaixa, ou ULVZs, como são conhecidas, provavelmente também são muito comuns.

"Encontramos evidências de ULVZ em todas as partes", diz Hansen.

A questão é: o que elas são? E o que estão fazendo dentro do nosso planeta?

Uma história misteriosa

As estranhas montanhas no interior da Terra surgem em um local crítico, entre o núcleo metálico do planeta e o manto rochoso que o envolve.

Essa transição abrupta é, como afirma a equipe de Hansen, ainda mais drástica do que a mudança nas propriedades físicas entre a rocha sólida e o ar. E tem intrigado especialistas por décadas.

Embora essa "fronteira" entre o núcleo e o manto esteja a milhares de quilômetros da superfície da Terra, há uma quantidade de troca surpreendente entre suas profundezas e o nosso próprio mundo.

Acredita-se que seja uma espécie de cemitério de pedaços antigos do fundo do oceano —e pode até estar por trás da existência de vulcões em lugares inesperados, como o Havaí, ao criar caminhos superaquecidos até a crosta.

A detecção de montanhas nas profundezas da Terra começou em 1996, quando os cientistas exploraram o limite entre o núcleo e o manto bem abaixo do Oceano Pacífico central.

Eles fizeram isso estudando as ondas sísmicas criadas por grandes eventos de tremores de terra: geralmente terremotos, embora bombas nucleares possam gerar o mesmo efeito.

Essas ondas atravessam a Terra e podem ser captadas por estações sismológicas em outros lugares da superfície —às vezes, a mais de 12.742 km de distância de onde se originaram.

Ao analisar os caminhos que as ondas seguem à medida que viajam, como são refratadas por diferentes materiais, os cientistas podem montar uma imagem semelhante às imagens de raios-X do interior do planeta.

Quando os pesquisadores observaram as ondas geradas por 25 terremotos, descobriram que elas desaceleraram inexplicavelmente quando atingiram um trecho irregular no limite entre o núcleo e o manto.

O que podem ser?

Esta vasta cordilheira, que parecia de outro mundo, era muito variável: alguns picos chegavam a 40 km em direção ao manto, o que equivale a 4,5 vezes a altura do Everest; outros tinham apenas 3 km de altura.

Desde então, montanhas semelhantes foram encontradas em locais espalhados ao redor do núcleo. Algumas são particularmente grandes —um espécime monstruoso ocupa uma área de 910 km de largura abaixo do Havaí.

No entanto, até hoje, ninguém sabe como elas chegaram ali ou do que são feitas.

Uma teoria é que as montanhas são partes do manto inferior que ficaram superaquecidas devido à sua proximidade do núcleo incandescente da Terra.

O manto pode chegar a 3.700°C, mas essa temperatura é relativamente baixa: o núcleo pode atingir máximas de 5.500°C, não muito longe da temperatura na superfície do Sol.

Foi sugerido que as partes mais quentes do limite entre o núcleo e o manto podem fundir parcialmente, e é isso que os geólogos veem como ULVZ.

Outra teoria indica que as montanhas nas profundezas da Terra podem ser feitas de um material sutilmente diferente do manto circundante.

Acredita-se que elas poderiam ser os restos da antiga crosta oceânica que desapareceu em suas profundezas, e acabou afundando ao longo de centenas de milhões de anos para se estabelecer logo acima do núcleo.

No passado, os geólogos procuraram pistas em um segundo quebra-cabeça.

As montanhas nas profundezas da Terra tendem a ser encontradas perto de outras estruturas misteriosas: bolhas enormes ou Grandes Províncias de Baixa Velocidade de Cisalhamento (LLSVP, na sigla em inglês).

Há apenas duas: uma protuberância amorfa chamada "Tuzo", abaixo da África, e outra conhecida como "Jason", abaixo do Pacífico.

Acredita-se que elas sejam verdadeiramente primitivas, possivelmente com bilhões de anos. E ninguém sabe o que são ou como chegaram lá, mas a proximidade com as montanhas leva a crer que estão ligadas de alguma forma.

Uma maneira de explicar essa associação é que, na verdade, tudo começou com placas tectônicas deslizando para o manto da Terra e afundando até o limite entre o núcleo e o manto. Na sequência, se espalharam lentamente para formar uma variedade de estruturas, deixando um rastro de montanhas e bolhas.

Se for assim, isso significaria que ambas são feitas de crosta oceânica antiga: uma combinação de rocha basáltica e sedimentos do fundo do oceano, ainda que transformados pelo intenso calor e pressão.

Mas a existência de montanhas profundas abaixo da Antártida poderia contradizer isso, sugere Hansen.

"A maior parte da nossa região de estudo, o hemisfério sul, está bem longe dessas estruturas maiores."

Uma busca gelada

Para montar suas estações sismológicas na Antártida, Hansen e sua equipe voaram para os locais apropriados em helicópteros e pequenos aviões, colocando os equipamentos na neve, alguns próximos à costa, sob olhares curiosos de pinguins e lontras.

Demorou apenas alguns dias para eles obterem os primeiros resultados.

Os instrumentos podem detectar terremotos em quase qualquer lugar do planeta. "Se for grande o suficiente, podemos vê-lo", diz Hansen, e há muitas oportunidades assim.

O Centro Nacional de Informações sobre Terremotos dos EUA registra cerca de 55 no mundo todo diariamente.

Embora a identificação de cordilheiras nas profundezas da Terra já tivesse sido feita antes, ninguém havia verificado abaixo da Antártida.

Não estão perto de nenhuma das bolhas misteriosas, tampouco perto de onde placas tectônicas tenham mergulhado recentemente.

Mas, para surpresa da equipe, eles as encontraram em todos os locais em que coletaram amostras.

Anteriormente, pensava-se que as montanhas estivessem espalhadas perto de pontos ocupados por bolhas Mas os resultados de Hansen sugerem que elas podem formar um "cobertor" contínuo que envolve o núcleo da Terra.

Testar essa tese vai exigir muito mais estudos: antes da pesquisa na Antártida, apenas 20% do limite entre o núcleo e o manto havia sido verificado.

"Mas esperamos preencher essa lacuna", diz Hansen, que explica que isso também depende do desenvolvimento de novas técnicas para identificar estruturas menores.

Em algumas regiões, as estruturas ULVZ parecem mais planaltos estreitos do que montanhas, então ainda não é possível ver toda a camada; elas não aparecem nos sismógrafos, se é que estão ali.

No entanto, se as montanhas realmente são tão difundidas, isso teria implicações tanto no que se refere a de que são feitas quanto em como estão ligadas a estruturas de bolhas maiores.

Poderiam os restos de placas tectônicas menores, do tamanho de montanhas, realmente terem se espalhado tão longe da bolhas maiores?

Independentemente do que descobrirmos, é estranhamente apropriado que a paisagem alienígena e gelada da Antártida tenha nos fornecido pistas sobre as curiosas montanhas superaquecidas nas profundezas da Terra.

Leia a versão original deste artigo em inglês no site BBC Future.

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