p A temperatura do interior da Terra afeta tudo, desde o movimento das placas tectônicas até a formação do planeta. p Um novo estudo liderado pela Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) sugere o manto - o mais sólido, parte rochosa do interior da Terra que fica entre seu núcleo superaquecido e sua camada externa da crosta, pode ser mais quente do que se acreditava. A nova descoberta, publicado em 3 de março na revista Ciência , poderia mudar a forma como os cientistas pensam sobre muitas questões nas ciências da Terra, incluindo a forma como as bacias oceânicas se formam.

p "Nas dorsais meso-oceânicas, as placas tectônicas que formam o fundo do mar gradualmente se espalham, "disse a principal autora do estudo, Emily Sarafian, um estudante de pós-graduação no Programa Conjunto MIT-WHOI. "A rocha do manto superior sobe lentamente para preencher o vazio entre as placas, derretendo conforme a pressão diminui, em seguida, resfriando e re-solidificando para formar uma nova crosta ao longo do fundo do oceano. Queríamos ser capazes de modelar esse processo, portanto, precisávamos saber a temperatura na qual a rocha do manto ascendente começa a derreter. "

p Mas determinar essa temperatura não é fácil. Uma vez que não é possível medir a temperatura do manto diretamente, os geólogos precisam estimá-lo por meio de experimentos de laboratório que simulam as altas pressões e temperaturas dentro da Terra.

p A água é um componente crítico da equação:quanto mais água (ou hidrogênio) na rocha, quanto mais baixa for a temperatura na qual ele irá derreter. A rocha peridotítica que constitui o manto superior é conhecida por conter uma pequena quantidade de água. "Mas não sabemos especificamente como a adição de água altera este ponto de fusão, "disse o conselheiro de Sarafian, O geoquímico da WHOI Glenn Gaetani. "Portanto, ainda há muita incerteza."

p Para descobrir como o conteúdo de água da rocha do manto afeta seu ponto de fusão, Sarafian conduziu uma série de experimentos de laboratório usando um aparelho de cilindro de pistão, uma máquina que usa corrente elétrica, placas de metal pesado, e pilhas de pistões para aumentar a força e recriar as altas temperaturas e pressões encontradas nas profundezas da Terra. Seguindo a metodologia experimental padrão, Sarafian criou uma amostra de manto sintético. Ela usou um conhecido, padronizou a composição mineral e secou-a em um forno para remover o máximo de água possível.

p Até agora, em experimentos como esses, os cientistas que estudam a composição das rochas tiveram que assumir que seu material de partida estava completamente seco, porque os grãos minerais com os quais estão trabalhando são pequenos demais para serem analisados ​​em busca de água. Depois de realizar seus experimentos, eles corrigem seu ponto de fusão determinado experimentalmente para contabilizar a quantidade de água conhecida por estar na rocha do manto.

p "O problema é, os materiais de partida são pós, e eles absorvem a água atmosférica, "Sarafian disse." Então, se você adicionou água ou não, há água em seu experimento. "

p Sarafian adotou uma abordagem diferente. Ela modificou sua amostra inicial adicionando esferas de um mineral chamado olivina, que ocorre naturalmente no manto. As esferas ainda eram minúsculas - cerca de 300 micrômetros de diâmetro, ou o tamanho de grãos de areia finos - mas eles eram grandes o suficiente para Sarafian analisar seu conteúdo de água usando espectrometria de massa de íons secundários (SIMS). De lá, ela foi capaz de calcular o conteúdo de água de toda a sua amostra inicial. Para sua surpresa, ela descobriu que continha aproximadamente a mesma quantidade de água conhecida por estar no manto.

p Com base em seus resultados, Sarafian concluiu que o derretimento do manto teve que começar em uma profundidade menor sob o fundo do mar do que o esperado anteriormente.

p Para verificar seus resultados, Sarafian se tornou magnetotelúrico - uma técnica que analisa a condutividade elétrica da crosta e do manto sob o fundo do mar. A rocha derretida conduz eletricidade muito mais do que a rocha sólida, e usando dados magnetotelúricos, os geofísicos podem produzir uma imagem mostrando onde o derretimento está ocorrendo no manto.

p Mas uma análise magnetotelúrica publicada em Natureza em 2013, por pesquisadores da Scripps Institution of Oceanography em San Diego, mostrou que a rocha do manto estava derretendo em uma profundidade mais profunda sob o fundo do mar do que os dados experimentais de Sarafian sugeriram.

p Inicialmente, Os resultados experimentais de Sarafian e as observações magnetotelúricas pareciam entrar em conflito, mas ela sabia que ambos tinham que estar corretos. A reconciliação das temperaturas e pressões que Sarafian mediu em seus experimentos com a profundidade de derretimento do estudo Scripps a levou a uma conclusão surpreendente:O manto superior oceânico deve estar 60 ° C (~ 110 ° F) mais quente do que as estimativas atuais, "Sarafian disse.

p Um aumento de 60 graus pode não parecer muito em comparação com a temperatura do manto derretido de mais de 1, 400 ° C. Mas Sarafian e Gaetani dizem que o resultado é significativo. Por exemplo, um manto mais quente seria mais fluido, ajudando a explicar o movimento das placas tectônicas rígidas.