Você já se perguntou por que a superfície da Terra é separada em dois mundos distintos - os oceanos e grandes extensões de terra?

Por que a terra e a água não estão mais misturadas, formando uma paisagem de lagos? E por que a maior parte da terra é relativamente baixa e perto do nível do mar, tornando as regiões costeiras vulneráveis ​​à elevação do mar?

Nossa nova pesquisa revela as forças fundamentais que controlam a superfície da Terra. Essas descobertas ajudarão os cientistas a calcular como o nível da terra responderá ao derretimento das camadas de gelo e ao aumento do nível do mar, como consequência do aquecimento global, além de fornecer percepções sobre as mudanças na área terrestre ao longo da história do nosso planeta.

Icebergs rochosos

A pesquisa baseia-se no trabalho de um inspirador geólogo pioneiro. Em 1855, o astrônomo britânico Royal George Biddell Airy publicou o que é indiscutivelmente um dos artigos científicos mais importantes nas ciências da terra, estabelecendo a compreensão básica do que controla a elevação da superfície do planeta.

Airy sabia que a forma da Terra é muito semelhante a uma bola fluida giratória, distorcida pelas forças de rotação de modo que se projeta levemente no equador e se achata nos pólos. Ele concluiu que o interior da Terra deve ser semelhante a um fluido.

Suas medições da força da gravidade em poços de minas mostraram que o interior profundo da Terra deve ser muito mais denso do que as partes rasas.

Airy então deu um salto extraordinário no pensamento científico. Ele propôs que a parte externa da Terra, que ele chamou de crosta, deve estar flutuando no "fluido" subjacente.

Uma analogia pode ser um iceberg flutuando na água - para subir acima da superfície, o iceberg deve ter raízes profundas de gelo.

Aplicando o mesmo princípio à Terra, Airy propôs que a crosta terrestre também tivesse raízes semelhantes a icebergs, e quanto maior a elevação da superfície, quanto mais profundas essas raízes devem ser, criando uma crosta mais espessa.

A ideia de Airy forneceu uma explicação fundamental para continentes e oceanos. Eram regiões de crosta espessa e fina, respectivamente. Cadeias de montanhas altas, como o Himalaia ou os Andes, foram sustentados por uma crosta ainda mais espessa.

Placas tectônicas

Na década de 1960, a nova teoria das placas tectônicas introduziu uma complicação. Adicionou o conceito de placas tectônicas, que são mais frios e mais densos do que o manto mais profundo (a camada geológica abaixo da crosta).

Nas últimas duas décadas, os geofísicos finalmente elaboraram uma imagem precisa da crosta nos continentes.

Encontramos um resultado surpreendente - parece haver pouca relação entre as elevações médias dos continentes e a espessura da crosta subjacente, exceto que a crosta é muito mais espessa do que sob os oceanos. A maior parte da área terrestre está a algumas centenas de metros do nível do mar, no entanto, a espessura da crosta varia em mais de 20 km.

Então, por que não vemos as diferenças na espessura da crosta terrestre abaixo de um continente refletidas em sua forma acima? Nossa pesquisa mostra que a espessa placa tectônica subjacente está atuando como uma âncora, mantendo as elevações relativamente baixas, embora a crosta flutuante queira subir mais alto.

Usamos medidas da espessura das placas tectônicas, recentemente determinado a partir da velocidade das ondas sísmicas. A base das placas continentais atinge até 250km de profundidade, mas a maioria tem entre 100km e 200km de profundidade.

Também calculamos as densidades das diferentes camadas a partir das variações na força da gravidade. Estava claro que as raízes densas das placas eram capazes de puxar para baixo a superfície da Terra exatamente da maneira necessária para explicar as elevações reais.

Um equilíbrio de forças planetárias

A Europa e a Ásia têm elevações médias muito semelhantes, de cerca de 175 m acima do nível do mar. Na ásia, tanto a crosta quanto a placa tectônica são mais espessas do que embaixo do continente europeu, mas o peso da espessura extra equilibra a tendência de a crosta mais espessa se elevar.

Mas por que existe tanta terra perto do nível do mar? A resposta é erosão. Ao longo do tempo geológico, grandes rios desgastam a paisagem, carregando fragmentos de rocha para o mar. Desta maneira, os rios sempre reduzirão os continentes a uma elevação próxima ao nível do mar.

A Antártica Oriental é a exceção que confirma a regra. Está perto do Pólo Sul há centenas de milhões de anos, com um clima muito frio para grandes rios erodirem significativamente a paisagem.

A crosta foi "protegida" das forças da erosão e é em média cerca de 5 km mais espessa do que todos os outros continentes do sul, mas tem uma espessura de placa semelhante.

O peso da vasta camada de gelo da Antártica Oriental está empurrando para baixo o leito rochoso subjacente. Mas se todo o gelo derretesse, a superfície da Antártica Oriental iria se recuperar nos próximos 10, 000 anos ou mais para formar o continente mais alto de todos.

Esse, claro, não é motivo para conforto em nossa atual situação climática, com grande parte da população mundial vivendo em áreas costeiras.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.