Em inúmeros livros didáticos de ciências do ensino fundamental, o manto da Terra é um gradiente amarelo-laranja, uma camada nebulosamente definida entre a crosta e o núcleo.

Para geólogos, o manto é muito mais do que isso. É uma região que vive em algum lugar entre o frio da crosta e o calor intenso do núcleo. É onde nasce o fundo do oceano e onde morrem as placas tectônicas.

Um novo artigo publicado hoje em Nature Geoscience pinta uma imagem ainda mais complexa do manto como um mosaico geoquimicamente diverso, muito diferente das lavas relativamente uniformes que eventualmente alcançam a superfície. Ainda mais importante, uma cópia deste mosaico está escondida no fundo da crosta. O estudo é liderado por Sarah Lambart, professor assistente de geologia da Universidade de Utah, e é financiado pelo programa de pesquisa e inovação Horizon 2020 da União Europeia e pela National Science Foundation.

"Se você olhar uma pintura de Jackson Pollock, voce tem muitas cores diferentes, "Lambart diz." Essas cores representam diferentes componentes do manto e as linhas são magmas produzidos por esses componentes e transportados para a superfície. Você olha para a linha amarela, não vai se misturar muito com o vermelho ou preto. "

Minerais primitivos

Nosso melhor acesso ao manto vem na forma de lava que irrompe nas dorsais meso-oceânicas. Essas cristas estão no meio do fundo do oceano e geram uma nova crosta oceânica. Amostras dessa lava mostram que é quimicamente quase igual em qualquer lugar do planeta.

Mas isso está em desacordo com o que acontece na outra extremidade do ciclo de vida da crosta. A crosta oceânica antiga se espalha desde as dorsais meso-oceânicas até ser empurrada para baixo de um continente e afundar de volta no manto. O que acontece depois disso não está claro, mas se o manto e a crosta velha derreterem, deve haver alguma variação na composição química dos magmas.

Lambart e seus colegas do País de Gales e da Holanda, procurou descobrir como é o manto antes de se transformar em lava em uma dorsal meso-oceânica. Eles examinaram núcleos, perfurado através da crosta do oceano, para observar os minerais acumulados:os primeiros minerais a cristalizar quando os magmas entram na crosta.

"Vimos a parte mais primitiva desses minerais, "Lambart diz, acrescentando que, uma vez que localizaram os minerais primitivos, eles analisaram apenas a composição química dos primeiros minerais a se formarem. "Se você não estiver realmente olhando para a parte mais primitiva, poderá perder o sinal desse primeiro derretimento que foi entregue à crosta. Essa é a originalidade de nosso trabalho."

Eles analisaram as amostras centímetro a centímetro para observar as variações nos isótopos de neodímio e estrôncio, o que pode indicar diferentes químicas do material do manto que vêm de diferentes tipos de rocha. "Se você tiver variabilidade isotópica em seus cumulativos, isso significa que você deve ter variabilidade isotópica no manto também, "Lambart diz.

Quando o liquidificador liga

Isso é exatamente o que a equipe encontrou. A quantidade de variabilidade isotópica nos cumulativos foi sete vezes maior do que nas lavas da dorsal meso-oceânica. Isso significa que o manto está longe de ser bem misturado e que essa variabilidade é preservada nos acumulados.

O motivo provável, Lambart diz, é que diferentes rochas derretem em diferentes temperaturas. A primeira rocha a derreter, por exemplo, a velha crosta, pode criar canais que podem transportar magma até a crosta. O derretimento de outro tipo de rocha pode fazer o mesmo. O resultado final são várias redes de canais que convergem para a dorsal meso-oceânica, mas não se misturam - remetendo às manchas de tinta em uma pintura de Jackson Pollock.

Para entender o que essa descoberta significa para a geologia, imagine um smoothie. Não, vá mais longe do que isso e imagine a jarra do liquidificador cheia de frutas, gelo, leite e outros ingredientes. É como o manto - ingredientes discretos, tão diferentes um do outro quanto um morango é de um mirtilo. O smoothie totalmente misturado é como a lava da cordilheira do meio do oceano. Está totalmente misturado. Em algum ponto entre o manto profundo e a dorsal meso-oceânica, Terra liga o liquidificador. Lambart diz que seus resultados mostram que, no topo do manto, a mixagem ainda não aconteceu. O liquidificador, acontece que, não liga até algum lugar na crosta.

O trabalho de Lambart ajuda ela e outros geólogos a redefinir sua ideia de como o material sobe pelo manto até a superfície.

"O problema é que precisamos encontrar uma maneira de modelar a geodinâmica terrestre, incluindo placas tectônicas, para realmente reproduzir o que está gravado na rocha hoje, "ela diz." Até agora este link está faltando. "

Agora Lambart está montando um novo laboratório de petrologia experimental para estudar as condições para que os magmas preservem suas composições químicas durante sua jornada através do manto e da crosta.