O planeta Terra faz sua própria água a partir do zero no fundo do manto

Armadilha de água 
Dirk Wiersma / Science Photo Library

Por Andy Coghlan

Nosso planeta pode ser azul de dentro para fora. O enorme estoque de água da Terra 
pode ter se originado através de reações químicas no manto, ao invés de 
chegar do espaço através de colisões com cometas ricos em gelo.

Essa nova água pode estar sob tal pressão que pode provocar terremotos a centenas de quilômetros abaixo da superfície da Terra - tremores cujas origens até agora permaneceram inexplicáveis.

Esse é o resultado de uma simulação computacional de reações no 
manto superior da Terra entre o hidrogênio líquido e o quartzo, a forma mais comum e 
estável de sílica nessa parte do planeta.

"Esta é uma forma de a água se formar na Terra", diz o membro da equipe John Tse 
, da Universidade de Saskatchewan, no Canadá. “Nós mostramos que é possível 
ter água se formando no ambiente natural da Terra, ao invés de ser de 
origem extraterrestre.”

A reação simples ocorre a cerca de 1400 ° C e pressões 20.000 
vezes mais altas que a pressão atmosférica, uma vez que a sílica, ou dióxido de silício, 
reage com o hidrogênio líquido para formar água líquida e hidreto de silício.

Lá no fundo

O mais recente trabalho simula esta reação sob várias temperaturas 
e pressões típicas do manto superior entre 40 e 400 quilômetros 
abaixo. Ele faz o backup de trabalhos anteriores de pesquisadores japoneses que realizaram e relataram a reação em si em 2014.

“Montamos uma simulação por computador muito próxima de suas 
condições experimentais e simulamos a trajetória da reação”, diz Tse.

Mas, em uma reviravolta surpresa, a simulação mostrou que a água se forma 
dentro do quartzo, mas não consegue escapar e, assim, a pressão se acumula.

“O fluido de hidrogênio se difunde através da camada de quartzo, mas acaba 
formando água não na superfície, mas na maior parte do mineral”, diz 
Tse. "Analisamos a densidade e a estrutura da água aprisionada e 
descobrimos que ela é altamente pressurizada".

Segundo a simulação, a pressão pode chegar a 
200.000 atmosferas. “Observamos que a água está sob alta pressão, o 
que pode levar à possibilidade de terremotos induzidos”, diz Tse.

Gatilho Quake

Os terremotos podem ser desencadeados quando a água finalmente escapa dos 
cristais. "No entanto, mais pesquisas são necessárias para quantificar a quantidade de 
água liberada necessária para desencadear terremotos profundos", diz Tse.

Outros pesquisadores disseram que é plausível que essa água 
cause terremotos profundos . "Esses resultados fornecem informações importantes sobre as reações 
entre o quartzo e o hidrogênio em altas pressões", diz John Ludden, 
diretor executivo da British Geological Survey. “A formação e a 
liberação de água com excesso de pressão podem ser um gatilho significativo na 
litosfera profunda para terremotos ultraprofundos, às vezes localizados bem abaixo 
da crosta e nas partes mais rígidas das placas continentais profundas”.

As descobertas também podem informar como nosso planeta conseguiu sua água para começar.

Estudos ao longo dos últimos anos encontraram evidências de vários oceanos de água trancada em rochas, a até 1000 quilômetros, questionando a suposição de que a água chegou do espaço após a formação da Terra. Um estudo publicado esta semana, 
por exemplo, baseado em isótopos de meteoritos e do manto da Terra, também 
descobriu que é improvável que a água tenha chegado a cometas gelados depois que a Terra se 
formou, como há muito se supõe.

Em vez disso, toda essa pesquisa parece sugerir que grande parte da água do nosso planeta pode ter vindo de dentro - embora ninguém ainda saiba exatamente quanto.

História de origem

"Enquanto o fornecimento de hidrogênio puder ser sustentado, pode-se 
especular que a água formada a partir desse processo poderia ser um contribuinte para 
a origem da água durante o acreção inicial da Terra", diz Tse. “A água 
formada no manto pode atingir a superfície através de múltiplas formas, por 
exemplo, carregadas pelo magma na forma de atividades vulcânicas.”

É possível que a água ainda esteja sendo formada nas profundezas da Terra hoje, e o mesmo poderia acontecer com outros planetas.

Os novos resultados da simulação são bastante surpreendentes “porque ao invés de 
ligação de hidrogênio na estrutura de cristal de quartzo, ela rompe 
completamente a estrutura por ligação com oxigênio e formando 
regiões ricas em água abaixo da superfície”, diz Lydia Hallis 
da Universidade de Glasgow, Reino Unido. "O estudo destaca como os 
minerais que compõem o manto da Terra podem incorporar grandes quantidades de 
água, e como a Terra é provavelmente 'molhada' em algum sentido até o 
seu centro."

Mas apesar do potencial para o processo ter criado grande parte 
da água da Terra, Ludden acha que pode ser em pequena escala e localizado em 
comparação com a entrada de água de cometas, meteoritos e asteróides ricos em água. "Acho razoável supor que grande parte da água veio dessa maneira", diz ele.

Referência do periódico: Earth and Planetary Science Letters, DOI: 10.1016 / j.epsl.2016.12.031

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