Você poderia cavar um buraco até o manto da Terra?

Se sua família o levou de férias à beira-mar quando você era criança, provavelmente se lembra da sensação emocionante de cavar a areia molhada com uma pá de plástico. À medida que o buraco ficava maior e mais profundo, você naturalmente se perguntava o que aconteceria se continuasse cavando e cavando. Quão profundo você poderia chegar? Você realmente sairia do chão em algum lugar da China, como sua irmã ou irmão mais velho tentou fazer você acreditar? Infelizmente, você nunca conseguiu descobrir, porque quando você estava começando a fazer algum progresso real, era hora de arrumar o guarda-sol, pegar uma casquinha de sorvete e dar um passeio de 10 centavos no pônei mecânico no calçadão. Mas ainda assim, em algum lugar no fundo de sua mente, você fica se perguntando o que aconteceria se alguém cavasse um buraco muito, muito profundo.

Bem, talvez você não precise mais se perguntar se uma equipe internacional de cientistas que se autodenomina o projeto MoHole To the Mantle de 2012 tiver sucesso em sua busca. Eles estão contando com o apoio internacional para um esforço de US$ 1 bilhão no qual um navio japonês de perfuração em alto mar, o Chikyu, se enterraria no fundo do Oceano Pacífico para cavar mais fundo do que qualquer um já fez antes. O plano é atravessar a crosta terrestre, a camada rochosa superior do planeta, que tem 30 a 60 quilômetros de espessura em terra, mas apenas 5 quilômetros de espessura em sua parte mais fina. manchas no fundo do oceano [fonte: Osman]. Se a plataforma de perfuração do Chikyu romper um limite de transição chamado Moho, atingiria o manto da Terra, a misteriosa camada de 2.900 quilômetros entre a crosta e o núcleo quente e derretido do planeta [fontes: USGS , ScienceDaily ] .

Ao contrário de sua fantasia de infância, os cientistas não têm nenhuma ambição de perfurar um túnel por todo o planeta. Isso provavelmente nem é possível, já que o enorme calor e pressão dentro da Terra tornariam impossível rastejar por tal passagem, mesmo que de alguma forma não entrasse em colapso. Mas apenas chegar ao manto, uma camada sobre a qual sabemos relativamente pouco, e recuperar uma amostra seria uma conquista científica de tal magnitude que alguns a chamaram de versão da geologia do pouso na lua . Neste artigo, explicaremos a dificuldade de cavar um buraco tão profundo e o que podemos ganhar com isso.

1. O que é o manto da Terra?
2. Quão difícil é cavar tão fundo?
3. O que aprenderemos cavando até o manto?

É incrível pensar que podemos estar gastando US $ 1 bilhão para perfurar o Moho, quando você considera que há um século ou mais, nem sabíamos que essa fronteira existia. Em 1909, Andrija Mohorovičić, um pesquisador croata, descobriu que cerca de 20 milhas (50 quilômetros) dentro da Terra, as ondas desencadeadas por terremotos viajavam mais rápido do que perto da superfície. Embora os cientistas já tivessem pelo menos uma vaga noção de que a Terra tinha camadas, o trabalho de Mohorovičić sugeriu que havia um limite claro entre a crosta e uma camada abaixo dela que tinha composição e propriedades físicas diferentes. Em sua homenagem, agora chamamos essa fronteira de Moho [fonte: Osman ].

Desde então, os cientistas conseguiram aprender um pouco mais sobre o manto, a camada que fica abaixo do Moho, que equivale a 83% do volume da Terra e 67% de sua massa Encyclopaedia Britannica . A maneira mais fácil de entender isso é pensar na Terra como um éclair de chocolate. A espessa camada externa de chocolate vitrificado e massa assada é sólida, mas elástica. Essa é a crosta. Por baixo disso, porém, há um monte de coisas viscosas e pegajosas. Claro, essa é uma analogia limitada, porque a Terra não é cheia de creme. Em vez disso, o manto é feito de rocha derretida e fluida chamada magma . Parte desse magma é ejetado por vulcões, então sabemos que na parte superior do manto – ou seja, os 1.000 quilômetros superiores – parece ser composto principalmente de óxidos de silício, magnésio e ferro, com quantidades menores de óxido de alumínio, cálcio óxido e álcalis jogados na mistura [fonte: Encyclopedia Britannica ].

Dito isto, nosso conhecimento do manto é bastante limitado. Os cientistas não podem descer e olhar para ele, e eles nunca tiveram uma amostra pura retirada diretamente das profundezas para analisar. É isso que o projeto MoHole to the Mantle de 2012 espera realizar.

Vai ser bem difícil. Sabemos disso porque os cientistas tentaram fazer isso uma vez antes. No início da década de 1960, eles perfuraram cinco buracos no fundo do oceano perto da Ilha de Guadalupe, no leste do Oceano Pacífico, a uma profundidade de 3.566 metros. O buraco mais profundo penetrou apenas 600 pés (183 metros) na crosta, logo após o sedimento na superfície em uma subcamada de rocha dura. Infelizmente, eles não foram muito mais longe. Alguns membros do Congresso dos EUA acharam que cavar até o manto não valia o custo e, em 1966, cancelaram o projeto [fonte: National Academies ( em inglês )].

Quase meio século depois, os cientistas esperam que os EUA, o Japão e outros países juntem seus recursos para cobrir os custos. Mas os desafios físicos da perfuração até o manto permanecem bastante assustadores. Mesmo que os cientistas encontrem a seção mais fina possível da crosta no fundo do oceano, isso ainda significa perfurar pelo menos vários quilômetros de rocha sólida. Para tornar as coisas mais difíceis, à medida que perfuram mais fundo na Terra, eles encontrarão temperaturas extremas, possivelmente superiores a 538 graus Celsius, e quantidades fantásticas de pressão - até 4 milhões de libras por pé quadrado em nas proximidades do manto. Com essa força esmagadora apertando o equipamento, será um desafio mantê-lo funcionando, quanto mais empurrar o material que está sendo escavado de volta à superfície,Yirka ].

No lado positivo, porém, nos últimos 50 anos, graças à perfuração em águas profundas pela indústria petrolífera , a tecnologia de perfuração avançou significativamente. Temos brocas, ferramentas e instrumentos aprimorados que são muito mais capazes de suportar calor e pressão. E graças ao GPS e outros avanços, é muito mais fácil manter um navio de perfuração exatamente no mesmo local em águas profundas. Os pesquisadores agora também sabem mais sobre a crosta oceânica e como ela é formada, e sobre as diferenças entre a crosta e o manto, de acordo com Damon Teagle, do Centro Nacional de Oceanografia em Southampton, Inglaterra, um dos líderes do projeto. "Temos uma compreensão muito melhor do que estamos tentando fazer", explicou ele em uma entrevista de 2011 [fonte: Cooper ].

Se os cientistas não encontrarem problemas imprevistos - o que é um grande se, é claro - pode levar de 18 meses a dois anos para perfurar o manto. Eles esperam começar em 2013 ou no ano seguinte e concluir o projeto antes do final da década [fonte: Cooper ].

Esperançosamente, muito. Como explicamos anteriormente, o conhecimento sobre o manto da Terra é bastante limitado, porque não podemos ir até lá e nunca tivemos uma amostra pura dele. Em vez disso, os cientistas tentaram descobrir isso estudando ondas sísmicas e examinando a rocha derretida que flui dos vulcões . Eles também tentaram obter pistas sobre a composição do manto estudando meteoritos , que são forjados a partir dos mesmos detritos espaciais que nosso planeta [fonte: Osman ].

Mas todas essas fontes deixam muitas perguntas sem resposta. Se os cientistas eventualmente conseguirem estudar parte do manto, eles poderão obter novos insights sobre como a Terra se formou bilhões de anos atrás, como se desenvolveu no núcleo, manto e crosta e como as placas tectônicas começaram. Se eles puderem aprender mais sobre a mistura precisa de produtos químicos e isótopos no manto, poderão ter uma noção melhor de como o manto transfere produtos químicos para a superfície [fonte: Osman ].

Mais importante, eles podem aprender exatamente como o movimento da rocha fluida do manto afeta a crosta terrestre, em particular como as placas tectônicas empurram e puxam umas contra as outras [fonte: Cooper ] Saber mais sobre o manto e como ele interage com a crosta pode um dia até nos ajudam a prever eventos como terremotos e erupções vulcânicas [fonte: Matsu'ura ].

Mas uma das possibilidades mais tentadoras é que os cientistas possam realmente encontrar vida nas profundezas da Terra. Não estamos falando dos monstros que Júlio Verne imaginou em "Viagem ao Centro da Terra", mas sim de organismos minúsculos e primitivos chamados extremófilos , que evoluíram para resistir a pressões extremas e altas temperaturas (como os microscópicos "vermes de inferno" encontrado no fundo de um ouro sul-africanomina). Os cientistas já encontraram tais organismos no fundo do oceano mais profundo. Se eles puderem existir ainda mais profundamente na Terra, os cientistas especulam que tais organismos podem conter enzimas únicas ou outras características que os pesquisadores poderiam usar no desenvolvimento da biotecnologia. Ainda mais importante, eles podem nos ajudar a entender os limites fisiológicos da vida [fonte: Osman ].

Nota do autor: Você poderia cavar um buraco até o manto da Terra?

Quando criança na década de 1960, eu adorava ler histórias em quadrinhos, e uma das minhas favoritas era a versão Classics Illustrated do romance de Júlio Verne, "Viagem ao Centro da Terra". Fiquei particularmente fascinado com a ilustração da capa, na qual os personagens flutuam na passagem do mar subterrâneo que Verne imaginou e são atacados por monstros marinhos pré-históricos. A vivacidade dessa imagem contribuiu para minha decepção alguns anos depois, quando aprendi na aula de ciências do ensino fundamental que a Terra estava cheia de rocha derretida, o que parecia consideravelmente menos interessante.

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