Uma viagem inovadora para perfurar rochas no fundo do Oceano Atlântico deu aos cientistas a melhor visão de como seria a aparência da Terra sob a sua crosta.

Os pesquisadores coletaram uma amostra quase ininterrupta de rocha verde semelhante a mármore, com 1.268 metros de comprimento, de uma região onde o manto da Terra - a espessa camada interna que constitui mais de 80% do planeta - penetrou no fundo do oceano. Os ensaios, que acontecem no dia 8 de agostoCiênciaforam descritos fornecem uma visão sem precedentes sobre os processos que levam à formação da crosta.

“Tínhamos esta história na nossa cabeça” sobre como deveriam ser essas rochas, mas é completamente diferente quando “você as vê ali sobre uma mesa”, diz Natsue Abe, petrologista da Agência Japonesa para Ciência e Tecnologia Marinha-Terrestre em Yokohama.

As conquistas da expedição são um “marco fantástico”, diz Rosalind Coggon, geóloga marinha da Universidade de Southampton, no Reino Unido. “A perfuração oceânica fornece o único acesso a amostras das profundezas da Terra, que são essenciais para a compreensão da formação e evolução do nosso planeta.”

Scientists in hard hats and face masks examine core samles in a lab on board JOIDES Resolution research vessel

O manto oceânico da Terra - o tipo de crosta encontrada principalmente abaixo dos mares da Terra, e não sob seus continentes - é composto principalmente de rocha vulcânica densa chamada basalto. É muito mais fino e mais jovem que a crosta continental porque as rochas são continuamente recicladas através dos movimentos das placas tectônicas.

O basalto se forma quando o magma sobe através de fissuras submarinas ao longo das dorsais meso-oceânicas. O próprio magma vem de um processo chamado fusão parcial no manto – que é em grande parte composto de minerais translúcidos, verdes e ricos em magnésio. À medida que o material sobe no manto, a pressão acima dele diminui, fazendo com que alguns desses minerais derretam e formem películas microscópicas de magma entre os cristais de rocha.

Normalmente, apenas o magma irrompe no fundo do oceano. Mas em alguns lugares, a rocha do manto também chega à superfície, onde entra em contacto com a água do mar numa reacção chamada serpentinização. Isso altera a estrutura da rocha – dando-lhe uma aparência de mármore – e libera diversas substâncias, inclusive hidrogênio.

Fácil de perfurar

Visitado em maio de 2023Resolução JOIDESum lugar onde isso aconteceu: uma montanha subaquática chamada Maciço Atlântida, localizada a oeste da dorsal meso-oceânica do Atlântico. O navio de 143 metros de comprimento está equipado com um guindaste de 62 metros de altura para perfuração submarina.

Os pesquisadores a bordo decidiram Cidade Perdida para perfurar, um local na zona sul do maciço. A região é caracterizada por fontes hidrotermais nas quais extremófilos microbianos usam o hidrogênio que escapa.

“Planejamos perfurar apenas 200 metros porque esse era o local mais profundo que os humanos já conseguiram perfurar na rocha do manto”, diz Johan Lissenberg, petrologista da Universidade de Cardiff, no Reino Unido. Mas a perfuração foi surpreendentemente fácil e três vezes mais rápida do que o normal, e produziu cilindros de rocha longos e ininterruptos, chamados núcleos. “Então decidimos continuar”, diz Lissenberg. A equipe só parou quando a expedição terminou conforme seu cronograma.

Os pesquisadores publicaram agora seus primeiros resultados. "O que estamos relatando é literalmente o que você pode fazer na nave. Uma equipe de 30 cientistas debruçando-se sobre os núcleos dia e noite durante dois meses, documentando, centímetro por centímetro, como eles surgem."

Deep-sea drilling: Diagram showing how researchers on a ship drilled into rock that originated in the Earth's mantle.

Quando os cientistas examinaram detalhadamente a estrutura da rocha, notaram "formações inclinadas", uma assinatura característica da teoria prevalecente de como o magma se separa do manto para se tornar parte da crosta, diz Lissenberg. A rocha do manto também foi intercalada com outros tipos de rocha nos núcleos, sugerindo que a fronteira manto-crosta não é tão nítida como os dados sismográficos normalmente sugerem, diz Jessica Warren, geoquímica da Universidade de Delaware, em Newark. Juntos, esses resultados “são cruciais para a forma como entendemos a formação das placas tectônicas nos oceanos”, diz ela.

Futuro incerto

A viagem encerra uma valiosa carreira de quatro décadas para oResolução JOIDES, que a Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF) alugou de uma empresa privada. Mas a NSF anunciou que já não pode suportar os 72 milhões de dólares por ano que custa para operar o navio depois de cumprir as suas obrigações de IODP e que o programa será encerrado. Isso deixa alguns cientistas, especialmente aqueles em início de carreira, incertos sobre o futuro do campo, diz Aled Evans, geólogo marinho da Universidade de Southampton.

Um “grande desafio” remanescente para os geocientistas é perfurar a camada basáltica e atravessar a fronteira crosta-manto – chamada de descontinuidade de Mohorovičić, ou “Moho”. Isto permitir-lhes-ia aceder às rochas virgens do manto que não reagiram com a água do mar. “Ainda não perfuramos o manto real”, diz Abe. A perfuração surpreendentemente tranquila em Lost City é um bom presságio para essas tentativas futuras do navio de pesquisa japonêsChikyupoderia ser realizado, acrescenta ela. “As rochas do manto são a parte mais comum de todo o nosso planeta”, diz Evans. “Amostrá-los seria fundamental para entender do que é feito o nosso planeta.”