Os sismólogos usam ondas geradas por terremotos para examinar o interior do nosso planeta, muito parecido com a imagem dos médicos de seus pacientes usando tomografia médica. As imagens da Terra nos ajudaram a rastrear as origens profundas de ilhas vulcânicas como o Havaí, e identificar as zonas de origem de terremotos profundos.

"Imagine um radiologista forçado a trabalhar com um scanner CAT que está faltando dois terços de seus sensores necessários, "disse Frederik Simons, professor de geociências em Princeton. "Dois terços é a fração da Terra que é coberta por oceanos e, portanto, sem estações de registro sísmico. Essa é a situação enfrentada pelos sismólogos que tentam aprimorar suas imagens do interior de nosso planeta."

Cerca de 15 anos atrás, quando ele era um pesquisador de pós-doutorado, Simons fez parceria com Guust Nolet, agora George J. Magee Professor de Geociências e Engenharia Geológica, Emérito, e eles resolveram remediar essa situação construindo um robô submarino equipado com um hidrofone - um microfone subaquático que pode captar os sons de terremotos distantes cujas ondas distribuem energia acústica para os oceanos através do fundo do oceano.

Esta semana, Nolet, Simons e uma equipe internacional de pesquisadores publicaram os primeiros resultados científicos dos revolucionários flutuadores sísmicos, apelidados de MERMAIDs - Gravação Móvel de Terremotos em Áreas Marinhas por Mergulhadores Independentes.

Os pesquisadores, de instituições nos Estados Unidos, França, Equador e China, descobriram que os vulcões em Galápagos são alimentados por uma fonte 1, 200 milhas (1, 900 km) de profundidade, por meio de um conduíte estreito que está trazendo rocha quente para a superfície. Essas "plumas de manto" foram propostas pela primeira vez em 1971 por um dos pais das placas tectônicas, Geofísico de Princeton W. Jason Morgan, mas eles resistiram às tentativas de imagens sísmicas detalhadas porque são encontrados nos oceanos, raramente perto de qualquer estação sísmica.

SEREIAS derivam passivamente, normalmente a uma profundidade de 1, 500 metros - cerca de uma milha abaixo da superfície do mar - movendo-se 2-3 milhas por dia. Quando alguém detecta um possível terremoto, sobe à superfície, geralmente dentro de 95 minutos, para determinar sua posição com GPS e transmitir os dados sísmicos.

Ao deixar seus nove robôs flutuarem livremente por dois anos, os cientistas criaram uma rede artificial de sismômetros oceânicos que poderiam preencher uma das áreas em branco no mapa geológico global, onde de outra forma nenhuma informação sísmica está disponível.

A temperatura inesperadamente alta que seu modelo mostra na pluma do manto de Galápagos "indica o importante papel que as plumas desempenham no mecanismo que permite que a Terra se mantenha aquecida, "disse Nolet.

"Desde o século 19, quando Lord Kelvin previu que a Terra deveria esfriar para ser um planeta morto dentro de cem milhões de anos, os geofísicos têm lutado com o mistério de que a Terra manteve uma temperatura razoavelmente constante por mais de 4,5 bilhões de anos, "Nolet explicou." Só poderia ter acontecido se parte do calor original de seu acréscimo, e aquele criado desde então por minerais radioativos, poderia ficar trancado dentro do manto inferior. Mas a maioria dos modelos da Terra prevê que o manto deve ter convulsões vigorosas e liberar esse calor muito mais rapidamente. Esses resultados do experimento de Galápagos apontam para uma explicação alternativa:o manto inferior pode muito bem resistir à convecção, e, em vez disso, apenas trazem calor para a superfície na forma de plumas de manto, como as que criaram Galápagos e o Havaí. "

Para responder mais perguntas sobre o balanço de calor da Terra e o papel que as plumas do manto desempenham nela, Simons e Nolet se uniram a sismólogos da Southern University of Science and Technology (SUSTech) em Shenzhen, China, e da Agência Japonesa para Ciência e Tecnologia Marinho-Terrestre (JAMSTEC). Juntos, e com navios fornecidos pela frota de pesquisa francesa, eles estão no processo de lançar cerca de 50 MERMAIDs no Pacífico Sul para estudar a região da pluma do manto sob a ilha do Taiti.

"Fique ligado! Há muitas outras descobertas por vir, "disse o professor Yongshun (John) Chen, um ex-aluno de graduação em Princeton em 1989 que é chefe do Departamento de Ciência e Engenharia Oceânica da SUSTech, que está liderando a próxima fase do que eles e sua equipe internacional chamam de EarthScope-Oceans.