Vamos fazer uma viagem a s profundezas da Terra, descendo atravanãs da crosta e manto quase atéo centro. Usaremos ondas sa­smicas para mostrar o caminho, já que elas ecoam pelo planeta após um terremoto e revelam sua estrutura interna como ondas de radar.

Perto do núcleo, existem zonas onde as ondas sa­smicas se arrastam. Uma nova pesquisa da Universidade de Utah descobriu que essas zonas de velocidade ultrabaixa enigma¡ticas e com nomes descritivos apresentam surpreendentemente camadas. A modelagem sugere que épossí­vel que algumas dessas zonas sejam resqua­cios dos processos que moldaram a Terra primitiva - resqua­cios de uma mistura incompleta como torraµes de farinha no fundo de uma tigela de massa.

"De todas as caracteri­sticas que conhecemos no manto profundo, as zonas de velocidade ultrabaixa representam o que éprovavelmente o mais extremo", disse Michael S. Thorne, professor associado do Departamento de Geologia e Geofa­sica. "Na verdade, essas são algumas das caracteri­sticas mais extremas encontradas em qualquer lugar do planeta."

O estudo foi publicado na Nature Geoscience e éfinanciado pela National Science Foundation.

Vamos revisar como o interior da Terra estãoestruturado. Vivemos na crosta, uma fina camada de rocha sãolida. Entre a crosta e o núcleo de ferro-na­quel no centro do planeta estãoo manto. Nãoéum oceano de lava - em vez disso, émais como uma rocha sãolida, mas quente e com uma capacidade de movimento que impulsiona as placas tecta´nicas nasuperfÍcie.

Como podemos ter alguma ideia do que estãoacontecendo no manto e no núcleo? Ondas sa­smicas. Conforme elas se propagam pela Terra após um terremoto, os cientistas nasuperfÍcie podem medir como e quando as ondas chegam a s estações de monitoramento em todo o mundo. A partir dessas medições, eles podem calcular de volta como as ondas foram refletidas e desviadas por estruturas dentro da Terra, incluindo camadas de diferentes densidades. a‰ assim que sabemos onde estãoos limites entre a crosta, o manto e o núcleo - e parcialmente como sabemos do que são feitos.

As zonas de velocidade ultrabaixa situam-se na parte inferior do manto, sobre o núcleo externo de metal la­quido. Nessas áreas, as ondas sa­smicas diminuem atéa metade e a densidade aumenta em um tera§o.

Os cientistas inicialmente pensaram que essas zonas eram áreas onde o manto estava parcialmente derretido e que poderiam ser a fonte de magma para as chamadas regiaµes vulcânica s de "pontos quentes", como a Isla¢ndia.

"Mas a maioria das coisas que chamamos de zonas de velocidade ultrabaixa não parecem estar localizadas sob os vulcaµes de pontos quentes", diz Thorne, "então essa não pode ser toda a história."

Assim, Thorne, o pa³s-doutorado Surya Pachhai e colegas da Australian National University, Arizona State University e da University of Calgary se propuseram a explorar uma hipa³tese alternativa: que as zonas de velocidade ultrabaixa podem ser regiaµes feitas de rochas diferentes do resto do manto - e que sua composição pode remontar a  Terra primitiva.

Talvez, diz Thorne, as zonas de velocidade ultrabaixa possam ser coleções de a³xido de ferro, que vemos como ferrugem nasuperfÍcie, mas que pode se comportar como um metal no manto profundo. Se for esse o caso, bolsaµes de a³xido de ferro fora do núcleo podem influenciar o campo magnético da Terra, que égerado logo abaixo.

"As propriedades físicas das zonas de velocidade ultrabaixa estãoligadas a  sua origem", diz Pachhai, "que por sua vez fornece informações importantes sobre o estado tanãrmico e qua­mico, a evolução e a dina¢mica do manto mais inferior da Terra - uma parte essencial da convecção do manto que impulsiona placas tecta´nicas."

Para obter uma imagem clara, os pesquisadores estudaram zonas de velocidade ultrabaixa abaixo do Mar de Coral, entre a Austra¡lia e a Nova Zela¢ndia. a‰ um local ideal devido a  abunda¢ncia de terremotos na área, que fornecem uma imagem sa­smica de alta resolução do limite núcleo-manto. A esperana§a era que as observações de alta resolução pudessem revelar mais sobre como as zonas de velocidade ultrabaixa são colocadas juntas.

Mas obter uma imagem sa­smica de algo atravanãs de quase 1.800 quila´metros de crosta e manto não éfa¡cil. Tambanãm nem sempre éconclusivo - uma camada espessa de material de baixa velocidade pode refletir ondas sa­smicas da mesma forma que uma camada fina de material de velocidade ainda mais baixa.

Portanto, a equipe usou uma abordagem de engenharia reversa.

"Podemos criar um modelo da Terra que inclua reduções ultrabaixas na velocidade das ondas", diz Pachhai, "e depois executar uma simulação de computador que nos diga como seriam as formas de onda sa­smicas se essa fosse a aparaªncia real da Terra. Nossa o pra³ximo passo écomparar essas gravações previstas com as gravações que realmente temos. "

Ao longo de centenas de milhares de execuções de modelo, o manãtodo, chamado de "inversão bayesiana", produz um modelo matematicamente robusto do interior com uma boa compreensão das incertezas e compensações de diferentes suposições no modelo.

Uma pergunta particular que os pesquisadores queriam responder ése existem estruturas internas, como camadas, dentro de zonas de velocidade ultrabaixa. A resposta, de acordo com os modelos, éque as camadas são altamente prova¡veis. Isso émuito importante, porque mostra o caminho para entender como essas zonas surgiram.

"Atéonde sabemos, este éo primeiro estudo usando uma abordagem bayesiana nestenívelde detalhe para investigar zonas de velocidade ultrabaixa", diz Pachhai, "e também éo primeiro estudo a demonstrar estratificação forte dentro de uma zona de velocidade ultrabaixa . "

O que significa que existem camadas prova¡veis?

Mais de quatro bilhaµes de anos atrás, enquanto o ferro denso estava afundando no centro da Terra primitiva e minerais mais leves flutuavam no manto, um objeto planetario do tamanho de Marte pode ter colidido com o planeta infantil. A colisão pode ter lana§ado detritos na a³rbita da Terra que mais tarde formariam a lua. Tambanãm aumentou significativamente a temperatura da Terra - como vocêpode esperar de dois planetas colidindo um com o outro.

"Como resultado, um grande corpo de material fundido, conhecido como oceano de magma, se formou", diz Pachhai. O "oceano" seria constitua­do de rochas, gases e cristais suspensos no magma.

O oceano teria se separado a  medida que esfriava, com materiais densos afundando e se acumulando no fundo do manto.

Ao longo dos bilhaµes de anos seguintes, conforme o manto se agitava e se convectava, a camada densa teria sido empurrada em pequenos pedaço s, aparecendo como as zonas de velocidade ultrabaixa em camadas que vemos hoje.

"Portanto, a descoberta prima¡ria e mais surpreendente éque as zonas de velocidade ultrabaixa não são homogaªneas, mas contem fortes heterogeneidades (variações estruturais e composicionais) dentro delas", diz Pachhai. "Essa descoberta muda nossa visão sobre a origem e dina¢mica das zonas de velocidade ultrabaixa. Descobrimos que esse tipo de zona de velocidade ultrabaixa pode ser explicada por heterogeneidades químicas criadas no ini­cio da história da Terra e que ainda não são bem misturado após 4,5 bilhaµes de anos de convecção do manto. "

O estudo fornece algumas evidaªncias das origens de algumas zonas de velocidade ultrabaixa, embora também haja evidaªncias que sugerem origens diferentes para outras, como o derretimento da crosta do oceano que estãoafundando de volta no manto. Mas se pelo menos algumas zonas de velocidade ultrabaixa são sobras da Terra primitiva, elas preservam um pouco da história do planeta que de outra forma teria sido perdida.

"Portanto, nossa descoberta fornece uma ferramenta para entender o estado inicial tanãrmico e qua­mico do manto da Terra ", diz Pachhai, "e sua evolução a longo prazo."