Um vasto oceano global pode ter coberto a Terra primitiva durante o início do éon arqueano, 4 a 3,2 bilhões de anos atrás, um efeito colateral de ter um manto mais quente do que hoje, de acordo com novas pesquisas.

As novas descobertas desafiam suposições anteriores de que o tamanho do oceano global da Terra permaneceu constante ao longo do tempo e oferecem pistas de como seu tamanho pode ter mudado ao longo do tempo geológico, de acordo com os autores do estudo.

A maior parte da água da superfície da Terra existe nos oceanos. Mas existe um segundo reservatório de água nas profundezas do interior da Terra, na forma de hidrogênio e oxigênio ligado aos minerais do manto.

Um novo estudo em AGU Advances , que publica alto impacto, pesquisa e comentários de acesso aberto na Terra e nas ciências espaciais, estima quanta água o manto poderia reter potencialmente hoje e quanta água poderia ter armazenado no passado.

As descobertas sugerem que, já que a Terra primitiva era mais quente do que hoje, seu manto pode ter contido menos água porque os minerais do manto retêm menos água em temperaturas mais altas. Supondo que o manto atualmente tenha mais de 0,3-0,8 vezes a massa do oceano, um oceano de superfície maior pode ter existido durante o início do Arqueano. Naquela hora, o manto era de cerca de 1, 900-3, 000 graus Kelvin (2, 960-4, 940 graus Fahrenheit), em comparação com 1, 600-2, 600 graus Kelvin (2, 420-4, 220 graus Fahrenheit) hoje.

Se a Terra primitiva tivesse um oceano maior do que hoje, que poderia ter alterado a composição da atmosfera primitiva e reduzido a quantidade de luz solar refletida de volta para o espaço, de acordo com os autores. Esses fatores teriam afetado o clima e o habitat que sustentou a primeira vida na Terra.

"Às vezes é fácil esquecer que o interior profundo de um planeta é realmente importante para o que está acontecendo com a superfície, "disse Rebecca Fischer, um físico mineral da Universidade de Harvard e co-autor do novo estudo. "Se o manto só pode segurar tanta água, tem que ir para outro lugar, portanto, o que está acontecendo a milhares de quilômetros abaixo da superfície pode ter implicações muito grandes. "

O nível do mar da Terra permaneceu razoavelmente constante durante os últimos 541 milhões de anos. Os níveis do mar do início da história da Terra são mais difíceis de estimar, Contudo, porque pouca evidência sobreviveu do éon arqueano. Ao longo do tempo geológico, a água pode se mover da superfície do oceano para o interior por meio de placas tectônicas, mas o tamanho desse fluxo de água não é bem compreendido. Por causa dessa falta de informação, os cientistas presumiram que o tamanho global do oceano permanecia constante ao longo do tempo geológico.

No novo estudo, coautor Junjie Dong, um físico mineral da Universidade de Harvard, desenvolveu um modelo para estimar a quantidade total de água que o manto da Terra poderia potencialmente armazenar com base em sua temperatura. Ele incorporou dados existentes sobre a quantidade de água que diferentes minerais do manto podem armazenar e considerou quais desses 23 minerais teriam ocorrido em diferentes profundidades e épocas no passado da Terra. Ele e seus co-autores relacionaram essas estimativas de armazenamento ao volume da superfície do oceano conforme a Terra esfriava.

Jun Korenaga, um geofísico da Universidade de Yale que não estava envolvido na pesquisa, disse que esta é a primeira vez que cientistas associam dados de física mineral sobre o armazenamento de água no manto ao tamanho do oceano. "Essa conexão nunca foi levantada no passado, " ele disse.

Dong e Fischer apontam que suas estimativas da capacidade de armazenamento de água do manto carregam muitas incertezas. Por exemplo, os cientistas não entendem completamente quanta água pode ser armazenada em bridgmanite, o principal mineral do manto.

As novas descobertas lançam luz sobre como o oceano global pode ter mudado ao longo do tempo e podem ajudar os cientistas a entender melhor os ciclos da água na Terra e em outros planetas, o que pode ser valioso para entender onde a vida pode evoluir.

"É definitivamente útil saber algo quantitativo sobre a evolução do orçamento global de água, "disse Suzan van der Lee, um sismólogo da Northwestern University que não participou do estudo. "Acho que isso é importante para sismólogos minuciosos como eu, que fazem imagens da estrutura do manto atual e estimam seu conteúdo de água, mas também é importante para as pessoas que procuram exoplanetas portadores de água e perguntam sobre as origens de onde nossa água veio. "

Dong e Fischer agora estão usando a mesma abordagem para calcular quanta água pode ser retida dentro de Marte.

"Hoje, Marte parece muito frio e seco, "Dong disse." Mas muitas evidências geoquímicas e geomorfológicas sugerem que o início de Marte pode ter contido um pouco de água na superfície - e até mesmo um pequeno oceano - então há muito interesse em entender o ciclo da água em Marte. "