Geólogos exploram as profundezas do Pacífico e encontram anomalias nas ondas sísmicas

O uso destes modelos indica a presença de zonas de rochas mais frias ou com uma composição diferente das rochas circundantes. Esta descoberta desafia a compreensão atual das placas tectónicas da Terra - e coloca os investigadores perante um grande mistério.

Ninguém consegue ver o interior da Terra. Também não é possível perfurar suficientemente fundo para recolher amostras de rocha do manto, a camada entre o núcleo da Terra e a camada mais externa e rígida, a litosfera, ou medir a temperatura e a pressão. É por isso que os geofísicos utilizam métodos indiretos para ver o que se passa debaixo dos nossos pés.

Por exemplo, utilizam sismogramas, ou gravações de terramotos, para determinar a velocidade a que as ondas de terramoto se propagam. De seguida, utilizam esta informação para calcular a estrutura interna da Terra.

Funciona assim: quando a Terra treme, as ondas sísmicas propagam-se a partir do epicentro em todas as direções. No seu percurso através da Terra, são refratadas, difratadas ou refletidas. A velocidade com que as ondas se propagam depende do tipo de onda, mas também da densidade e elasticidade do material através do qual as ondas passam.

As estações sismográficas registam estas diferentes ondas e, com base nestes registos, os geofísicos podem tirar conclusões sobre a estrutura e a composição da Terra e examinar os processos que ocorrem no seu interior.

Utilizando registos sísmicos, os geocientistas determinaram a posição das placas tectónicas submersas no manto terrestre. Encontraram-nas sempre onde esperavam que estivessem: numa área conhecida como zonas de subducção, onde duas placas se encontram e uma subduz sob a outra para o interior da Terra. Isto ajudou os cientistas a investigar o ciclo tectónico de placas, ou seja, o aparecimento e a destruição de placas à superfície da Terra, ao longo da história do nosso planeta.

Restos de placas onde não deveriam existir

Agora, no entanto, uma equipa de geofísicos da ETH Zurich e do Instituto de Tecnologia da Califórnia fez uma descoberta surpreendente: utilizando um novo modelo de alta resolução, descobriram outras áreas no interior da Terra que parecem ser os restos de placas submersas.

No entanto, estas não estão localizadas onde se esperava; em vez disso, estão sob grandes oceanos ou no interior dos continentes - muito longe dos limites das placas. Também não há evidências geológicas de subducção passada nesses locais.

O que é novo na sua abordagem de modelização é que os investigadores da ETH não estão a utilizar apenas um tipo de onda sísmica para estudar a estrutura do interior da Terra, mas todas elas. Os especialistas designam este procedimento por inversão da forma de onda completa. Isto torna o modelo muito intensivo em termos de computação, razão pela qual os investigadores utilizaram o supercomputador Piz Daint no CSCS em Lugano.

Haverá um mundo perdido por baixo do Oceano Pacífico?

Uma das zonas recentemente descobertas situa-se sob o Pacífico ocidental. No entanto, de acordo com as atuais teorias e conhecimentos sobre a tectónica de placas, não deveria haver ali material proveniente de placas subduzidas, porque é impossível que tenham existido zonas de subducção nas proximidades na história geológica recente.

Os investigadores não sabem ao certo que material está envolvido e o que isso significaria para a dinâmica interna da Terra. É como um médico que examina a circulação sanguínea através de ecografias há décadas e encontra artérias onde se espera, diz o professor do ETH Andreas Fichtner.

“Depois, se lhe derem uma nova e melhor ferramenta de exame, ele vê subitamente uma artéria que não pertence ali. É exatamente assim que nos sentimos em relação às novas descobertas”, explica o físico de ondas. Ele desenvolveu o modelo no seu grupo e escreveu o código.

Extrair mais informação das ondas

Até agora, os investigadores só podem especular. “Pensamos que as anomalias no manto inferior têm uma variedade de origens”, diz Schouten. Para ele, é possível que não se trate apenas de material de placas frias que subduziram nos últimos 200 milhões de anos, como se supunha anteriormente.

Para o doutorando, isto significa acima de tudo que é necessária mais investigação com modelos ainda melhores para ver mais pormenores do interior da Terra. “As ondas que usamos para o modelo representam essencialmente apenas uma propriedade, nomeadamente a velocidade a que viajam pelo interior da Terra”, diz o geocientista. No entanto, isto não faz justiça ao complexo interior da Terra.

Referência da notícia

Thomas L. A. Schouten, Lars Gebraad, Sebastian Noe, Anna J. P. Gülcher, Solvi Thrastarson, Dirk-Philip van Herwaarden, Andreas Fichtner. Full-waveform inversion reveals diverse origins of lower mantle positive wave speed anomalies. Nature Scientific Reports (2024).