Perfuração recorde no manto da Terra pode reescrever a história do planeta

Amostras retiradas a uma profundidade superior a 1,2 km podem dar pistas sobre a origem da vida na Terra.

Se a cortássemos, veríamos que a Terra está dividida em camadas distintas. No topo está a crosta relativamente fina onde vivemos. Por baixo desta está a camada do manto, com 2.900 km de espessura. Depois, no interior do manto, encontra-se o núcleo metálico mais interno do nosso planeta.

O manto é a maior camada de rochas da Terra. No entanto, como está coberto por pelo menos seis quilómetros de crosta, não tem sido possível perfurar o seu interior. A única exceção tem sido quando o manto é exposto por falhas, onde se forma uma fenda na crosta terrestre.

Uma equipa internacional recuperou do fundo do mar um núcleo de perfuração (uma amostra cilíndrica de rocha recolhida pela broca) de rocha do manto que bateu o recorde de 1268 metros de comprimento. Esta amostra, que é mais de seis vezes mais comprida do que o anterior núcleo de rocha do manto, deu-nos um vislumbre da composição desta camada da Terra, maioritariamente inacessível. Pode ler todos os pormenores na revista Science.

Os tipos de rocha recuperados são conhecidos como peridotitos abissais – as rochas primárias do manto superior da Terra. Foi recolhido o núcleo numa zona chamada Crista Média Atlântica, no fundo do mar sob o Oceano Atlântico Norte. A broca foi colocada a partir do navio de investigação Joides Resolution. Isto aconteceu na Expedição 399 de um projeto chamado IODP (International Ocean Discovery Program).

Para além de oferecer novos conhecimentos sobre a composição do manto, o núcleo da broca dá-nos outros vislumbres da geologia profunda da Terra e das condições que poderiam ter estado envolvidas nas origens da vida.

A Crista Média Atlântica situa-se na fronteira de duas das placas tectónicas que cobrem a Terra. Nesta fronteira entre placas, a África e a Europa estão a separar-se das Américas a uma velocidade de pouco mais de 2 cm por ano.

Aqui, a nova crosta forma-se através da fusão parcial de rochas na parte superior do manto e afasta-se da crista. O manto superior também se forma, de modo a que não se abra qualquer fenda entre as placas tectónicas.

O novo artigo descreve as interpretações preliminares deste núcleo de perfuração. As rochas são maioritariamente constituídas por uma rocha chamada harzburgito, que se forma através da fusão parcial do manto à medida que este sobe sob a crista. No entanto, podem também ter-se formado num episódio de fusão muito anterior.

Em comparação com o manto primitivo, há muito menos piroxénio nas rochas. Têm também concentrações muito elevadas de magnésio. Ambos resultam de um elevado grau de fusão. Esta fusão ocorreu quando o manto subiu das partes mais profundas da Terra em direção à superfície.

As rochas atingiram a superfície através de um processo designado por afloramento e depois por falha extensional, em que um corpo de rocha desliza sobre outro. Primeiro, as rochas tornaram-se mais rígidas e depois o magma derretido forçou a sua passagem através delas. Isto formou rochas chamadas gabros.

O estudo dos canais através dos quais a rocha fundida é transportada através do manto pode dizer-nos como é que o manto derrete e alimenta os vulcões e os gabros.

À medida que as rochas se aproximavam do oceano, a água do mar reagia quimicamente com os harzburgitos e os gabros, alterando a sua composição. À medida que a água do mar atravessa as rochas, também se altera, tornando-se naquilo a que se chama um fluido circulante. Assume uma composição diferente à medida que os químicos são libertados das rochas.

As rochas do manto na região onde foi recuperado o núcleo de perfuração estão ligadas a uma zona chamada campo hidrotermal de Lost City, que se situa a cerca de 800 metros a sul do local de perfuração. Neste local, estruturas altas chamadas chaminés de ventilação formam-se no fundo do mar a partir da interação da água do mar com as rochas.

Estas chaminés emitem fluidos quentes com uma química distinta para a água do mar circundante. À semelhança do que vimos com a interação da água do mar com as rochas no nosso núcleo de perfuração, o fluido destas chaminés começa por ser água do mar. Depois passa através da crosta oceânica permeável. Aquece, sofre alterações na sua composição química e volta a ser expelido pelas chaminés.

Os fluidos das chaminés de Lost City são altamente alcalinos e ricos em hidrogénio, metano e compostos mais complexos ricos em carbono. Lost City tem sido sugerido como um possível ambiente onde a vida na Terra pode ter evoluído.

O núcleo que foi perfurado como parte do projeto IODP é o melhor modelo que temos para o “substrato” rochoso da Cidade Perdida. O novo núcleo é, portanto, um tremendo laboratório natural para estudar as reacções que ocorrem nestes campos hidrotermais, gerando os fluidos invulgares que podem ter sido importantes para as origens da vida.

O núcleo será armazenado no repositório do IODP em Bremen, na Alemanha, e após um curto período de moratória estará disponível para qualquer cientista recolher amostras. Todos os dados recolhidos no navio serão igualmente disponibilizados. O acesso internacional aberto é uma caraterística exemplar do IODP, e o núcleo será uma secção de referência para as próximas décadas.