“O mecanismo que fez com que a crosta alterada pela água do mar afundasse no manto funcionou há mais de 3,3 bilhões de anos. Isso significa que um ciclo global da matéria, que sustenta as placas tectônicas modernas, foi estabelecido no primeiro bilhão de anos de existência da Terra, e o excesso de água na zona de transição do manto veio do antigo oceano na superfície do planeta, "disse o líder do projeto e co-autor do artigo Alexander Sobolev, um membro da Academia Russa de Ciências (RAS) e doutor em Ciências Geológicas e Mineralógicas que é professor no Instituto Vernadsky de Geoquímica e Química Analítica da Academia Russa de Ciências.

A crosta terrestre consiste em grandes blocos em movimento contínuo, conhecidos como placas tectônicas. As montanhas são produzidas quando essas placas colidem e sobem, e o choque das colisões leva a terremotos e tsunamis. Essas placas se movem muito ativamente sob o Oceano Mundial:velha crosta oceânica, incluindo os minerais que absorveram a água do mar, afunda profundamente no manto da Terra. Parte dessa água é liberada novamente devido ao efeito de altas temperaturas e desempenha um papel nas erupções vulcânicas, como aqueles que ocorrem em Kamchatka, as ilhas Curilas e o Japão. A água que permanece nos minerais da crosta oceânica em temperaturas mais elevadas continua a descer para o manto profundo e se acumula a uma profundidade de 410-660 km na estrutura dos minerais wadsleyita e ringwoodita e modificações de alta pressão da olivina (silicato de magnésio e ferro ), o principal mineral do manto. Experimentos mostraram que esses minerais podem conter quantidades significativas de água e cloro. É assim que a maior parte do Oceano Mundial poderia ser "bombeada" para o interior do planeta ao longo dos bilhões de anos de sua existência.

Este processo é apenas uma parte do ciclo global da matéria da Terra, que é chamada de convecção e sustenta as placas tectônicas, uma característica que distingue nosso planeta de todos os outros corpos do Sistema Solar. Muitos cientistas estudam este mecanismo, tentando entender em que estágio da história da Terra ele apareceu.

Para estudar o manto de nosso planeta e investigar sua composição, geoquímicos (cientistas que se especializam na composição química da Terra e nos processos de formação rochosa) usam amostras de rochas vulcânicas que consistem no magma solidificado do manto. Este é um fundido de silicato enriquecido em componentes voláteis, como água, dióxido de carbono, cloro e enxofre. Existem diferentes tipos de magma:os cientistas costumam usar lava basáltica (com uma temperatura de aproximadamente 1200 ° C), mas magma komatiítico, que entrou em erupção durante o início da história da Terra, é mais quente (em 1500-1600 ° C). Pode ajudar a descrever a evolução das camadas internas da Terra, uma vez que corresponde à composição do manto de forma mais completa.

Komatiitas são um tipo de rocha vulcânica que se formou a partir do magma komatiítico há bilhões de anos e cuja composição mudou drasticamente nas épocas intermediárias. Ele não fornece mais informações sobre o conteúdo de componentes voláteis, como água e cloro. Mas essas rochas ainda contêm vestígios do mineral magmático olivina, que aprisionou inclusões de magma solidificado durante o processo de cristalização e os protegeu de mudanças subsequentes. Tais inclusões, apenas dezenas de mícrons de diâmetro, retém informações detalhadas sobre a composição dos fundidos komatiíticos, incluindo o conteúdo de água e cloro e a composição isotópica do hidrogênio. Para extrair essas informações, inclusões de magma solidificado devem ser aquecidas até o ponto de fusão natural de mais de 1500 ° C e então imediatamente temperadas para produzir vidro temperado transparente que pode ser usado posteriormente para análises químicas.

Em 2016, um grupo internacional liderado por cientistas do Instituto Vernadsky de Geoquímica e Química Analítica estudou o magma komatiítico do cinturão de pedras verdes de Abitibi no Canadá, que tem 2,7 bilhões de anos. Os cinturões de pedras verdes são territórios que consistem em rochas magmáticas que contêm minerais esverdeados. Este foi o primeiro artigo que a equipe publicou em Natureza como parte do projeto apoiado pela bolsa da Russian Science Foundation. Naquela hora, os cientistas coletaram dados iniciais sobre o conteúdo da água e uma variedade de elementos lábeis, como cloro, chumbo e bário, na zona de transição entre as camadas superior e inferior do manto a uma profundidade de 410-660 km, o que os levou a supor que existiu um antigo reservatório de água subterrânea que era comparável em massa ao atual Oceano Mundial. Os cientistas acreditam que essa quantidade de água foi acumulada nos primeiros estágios do desenvolvimento da Terra.

"No novo artigo, apresentamos dados geoquímicos indicando que o ciclo de imersão global da crosta oceânica no manto começou muito antes do que muitos especialistas acreditavam, e poderia ter funcionado já no primeiro bilhão de anos da história da Terra, "observou Alexander Sobolev.

No decorrer do trabalho, os cientistas investigaram mais uma vez a composição do magma komatiita, mas de origem diferente:foi coletado no cinturão de pedras verdes de Barberton, na África do Sul, que tem 3,3 bilhões de anos. O magma foi aquecido usando um aparato especializado de alta temperatura que pode suportar temperaturas de até 1700 ° C. Os geoquímicos descobriram que o reservatório de águas profundas previamente descoberto já estava presente no manto da Terra na era paleoarquiana, 600 milhões de anos antes do estabelecido no estudo anterior.