Novo modelo do interior da Terra

Pesquisadores da Escola Politécnica (Poli) da USP ajudaram a criar um novo modelo do interior da Terra que abre caminho para prever terremotos com maior precisão.

A pesquisa, publicada na mais renomada revista de física do mundo, a Physical Review Letters, repercutiu em várias outras publicações científicas, incluindo a Science.

O modelo resolve um velho dilema das pesquisas experimentais sobre o manto inferior da Terra, camada que fica entre 600 e 2.900 quilômetros de profundidade.

Alguns resultados experimentais sobre a elasticidade do manto contradizem os outros, não havendo consenso.

O novo modelo teórico, que resolve essas inconsistências, foi criado com a participação do professor João Justo, da Poli/USP e de outra pesquisadora brasileira, Renata Wentzcovitch, atualmente na Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos.

Além de aumentar o conhecimento científico sobre o manto terrestre, o que, por consequência, abre caminho para melhorar a precisão sobre quando e onde ocorrerá o próximo terremoto e o quão poderoso ele será, o modelo fornece uma base para os experimentos que estudam o interior do planeta.

O avanço se deveu ao detalhamento de características como pressão, temperatura e densidade do ferropericlase, material encontrado em alguns diamantes naturais e uma das principais substâncias que formam o manto terrestre.

"Entender o funcionamento do manto, suas energias, dinâmicas e interações com as demais camadas da Terra, é fundamental para desvendar os terremotos", diz Justo.

Manto terrestre

Apesar de ser essencialmente sólido, o manto também pode ser considerado um fluido, se o tempo de movimentação for calculado em escalas geológicas.

"O material que forma o manto flui como um líquido, porém de forma muitíssimo lenta, imperceptível a não ser quando consideramos o passar de milhões de anos", explica Justo.

Esse movimento em câmera mais do que lenta, explica o cientista, altera a pressão e temperatura do manto ao longo do planeta e faz com que o material sofra efeitos físicos importantes.

"Essas alterações nos ajudam a explicar como ocorre o movimento do 'fluido' que compõe o manto", diz Justo.

Esse vaivém termodinâmico é a chave do quebra-cabeça: ele está diretamente ligado ao movimento das placas tectônicas, que ficam no "andar de cima" das camadas da Terra.

Placas tectônicas

As placas tectônicas são as grandes responsáveis pelos terremotos.

Elas são formadas por grandes porções da crosta terrestre que, também de forma muito lenta, estão sempre se movendo, enfiando-se umas por debaixo das outras.

"O terremoto é o tremor de terra causado pelo escorregamento de uma placa tectônica em relação a outra," explica Justo. A costa do Chile e da Califórnia, por exemplo, são áreas de grande risco de terremotos por serem áreas de encontro de placas tectônicas.

Contudo, as melhores previsões sobre quando os terremotos vão acontecer ocorrem nas escalas de milhares de anos.

"É possível dizer que haverá terremotos aqui ou ali nos próximos três mil anos, por exemplo", diz Justo.

Parece trivial, mas tudo é feito com base em cálculos fundamentados. É que uma placa não desliza sobre a outra com facilidade. Pelo contrário. "O deslizamento só acontece depois que muita energia foi acumulada enquanto uma placa exerce pressão na outra, cada uma apontando para lados opostos. Hoje, conseguimos calcular a quantidade de energia acumulada, mas não sabemos dizer com precisão até onde ela vai e com qual força depois que ela for liberada", explica Justo.

Prevendo terremotos

É por isso que geofísicos ao redor do mundo correm para medir ondas de terremotos que se iniciaram em regiões distantes do mundo. Ao calcular o tempo em que se levou para tais ondas chegarem a diferentes lugares, os cientistas conseguem estimar o ponto de origem do terremoto.

Não apenas isso, essas ondas ajudam a realizar uma espécie de "tomografia" do planeta. "Quanto mais rápida ou mais lenta for uma onda, quer dizer que há uma diferença no material terrestre por onde ela está passando", diz Justo. "Quanto mais conhecermos do que é feito o interior da Terra e como o manto se modifica com o tempo, melhor entenderemos onde e quando os terremotos acontecem."

Justamente nesse quesito, o de descrever as transformações no manto terrestre, é que o modelo teórico formulado por Justo e seus colegas contribui para o desenvolvimento da área de geofísica: "Nosso modelo avança no entendimento das transformações no interior do planeta para que estejamos um passo adiante, e, quem sabe, possamos prever com precisão de meses ou dias, onde um terremoto vai ocorrer."

Bibliografia:

Elastic Anomalies in a Spin-Crossover System: Ferropericlase at Lower Mantle Conditions
Zhongqing Wu, João F. Justo, Renata M. Wentzcovitch
Physical Review Letters
Vol.: 110, 228501
DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.228501