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Sexta-feira, 13 de janeiro de 2017
Mesmo que o carbono seja um dos elementos mais abundantes na Terra, na verdade é muito difícil determinar quanto dele existe abaixo da superfície no interior da Terra. A análise de Marion Le Voyer e Erik Hauri, de Carnegie, de cristais contendo magma do manto completamente fechado com seu conteúdo de carbono original preservado dobrou as descobertas conhecidas do mundo do carbono do manto. Os resultados são publicados na Nature Communications.
Em geral, há muito sobre a química do carbono que ocorre abaixo da crosta terrestre que os cientistas ainda não entendem. Em particular, a quantidade de carbono no manto da Terra tem sido objeto de debate quente por décadas. Este tópico é de interesse porque a quantidade de carbono presente no manto sustenta os processos geológicos do nosso planeta, incluindo desencadear a atividade vulcânica e sustentar a biosfera. Ela também afeta nossa atmosfera quando gás de dióxido de carbono é liberado por erupções; As erupções vulcânicas desempenharam um papel importante nas variações climáticas pré-históricas.
Mas é difícil medir a quantidade de carbono que existe abaixo da superfície da Terra. Os cientistas podem estudar as rochas ígneas que se formaram quando o manto derrete, chamado magma, subiu à superfície, erupted como a lava, e endureceu outra vez para criar uma rocha que seja chamada basalto. No entanto, o processo de ascensão e erupção libera quase todo o carbono do magma como gás dióxido de carbono, o que torna as rochas basálticas erupcionadas pobres indicadores da quantidade de carbono que estava nos magmas de onde eles se formaram.
"É assim que as erupções explosivas acontecem", explicou Hauri. "A súbita perda catastrófica de gás que, antes da erupção, foi dissolvido no magma em alta pressão, mas durante a erupção não tem outro lugar para ir, não deixando nenhum rastro pós-erupção no basalto endurecido da quantidade de carbono uma vez presente.
Mas Le Voyer, Hauri, e sua equipe analisaram algumas amostras de basalto do cume equatorial médio-atlântico que continham pequenas inclusões magmáticas previamente estudadas, pequenos bolsões de magma puro completamente aprisionados dentro de cristais sólidos que os protegiam da desgaseificação durante a ascensão e erupção do magma . A análise mostrou que estas inclusões tinham aprisionado o seu conteúdo de carbono original antes de serem erupcionadas no fundo do mar.
"Esta é apenas a segunda vez que amostras de magma contendo seu conteúdo de carbono original já foram encontradas e analisadas, dobrando nosso conhecimento da química de carbono da região", disse Hauri.
As primeiras amostras contendo seu carbono original também foram reveladas no Carnegie, por Hauri e Brown University professor Alberto Saal, em 2002. Essas amostras vieram do Pacífico no fundo do mar. Comparação dos dados para estas duas amostras revelou que o teor de carbono do manto é muito menos uniforme do que os cientistas tinham previsto anteriormente, variando em até duas ordens de grandeza em diferentes partes do manto.
"Nossa descoberta que o carbono do manto tem uma distribuição mais complexa do que previamente pensado tem muitas implicações para como os processos do envoltório podem variar pela posição," adicionado Le Voyer, que conduziu esta pesquisa como um postdoc em Carnegie e está agora na universidade de Maryland.
Uma das inclusões de fusão contendo magma manto completamente fechado com o seu teor de carbono original preservada estudado por Hauri e Le Voyer neste trabalho.
Cristais de olivina contendo inclusões de fusão (as manchas escuras no interior), provenientes da arc Mariana. Estes cristais não faziam parte deste estudo, mas ilustram o que as inclusões de derretimento se parecem.
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Este trabalho foi apoiado pelo Observatório de Carbono Profundo, Carnegie, e pela Smithsonian Institution.
A National Science Foundation apoiou a curadoria das amostras geológicas marinhas da Universidade de Rhode Island.
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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Pesquisador Independente das Ciências: Espacial; Astrofísica; Astrobiologia e Climatologia, Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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