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 da AGU Advances, que publica pesquisas e comentários de alto impacto e acesso aberto sobre a Terra e as ciências espaciais, estima quanta água o manto poderia reter potencialmente hoje e quanta água poderia ter armazenado no passado.
As descobertas sugerem que, como 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 época, o manto tinha 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 o de hoje, isso 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, física mineral da Universidade de Harvard e co-autora do novo estudo. “Se o manto só consegue reter um determinado limite de água, ele precisa ir para outro lugar, então 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, no entanto, porque poucas evidências sobreviveram do éon arqueano. Com o 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 do oceano global permanecia constante ao longo do tempo geológico.
No novo estudo, o co-autor Junjie Dong, 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, geofísico da Universidade de Yale que não esteve envolvido na pesquisa, disse que esta é a primeira vez que cientistas relacionam dados de física mineral sobre armazenamento de água no manto ao tamanho do oceano. “Essa conexão nunca foi levantada no passado”, disse ele.
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 na bridgmanita, 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. “Eu 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 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”, disse Dong. “Mas muitas evidências geoquímicas e geomorfológicas sugerem que o início de Marte pode ter contido alguma água na superfície – e até mesmo um pequeno oceano – então há muito interesse em entender o ciclo da água em Marte.”
Publicado em 31/03/2021 12h17
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