Todos os elementos voláteis que a jovem Terra absorveu durante a sua formação desempenharam um papel na habitabilidade do nosso Planeta. Mas há um que certamente foi mais essencial que os outros: a água. Sem ela, a vida na Terra certamente nunca teria surgido.
Apesar dos debates que ainda existem sobre a origem da água na Terra, tudo leva a crer que um estoque significativo se formou relativamente cedo na história do planeta, há cerca de 4,4 mil milhões de anos. Contudo, a forma como esta água foi distribuída nos diferentes envoltórios terrestres em formação permanece pouco compreendida. Estaria presente principalmente na superfície, formando vastos oceanos, ou, pelo contrário, preso em minerais dentro do casaco?
Uma Terra primitiva saturada de água
É preciso lembrar que a Terra original apresentava condições muito diferentes daquelas que conhecemos hoje. Após a fase deacreçãoo planeta então aparece na forma de uma gigantesca bola de rocha em fusão. A sua superfície é ocupada por um imenso oceano de magma, que, no entanto, cristalizará rapidamente para dar origem a um casaco e um crosta primitivo. Ao solidificar, este magma altamente hidratado “expulsará” parte da água que contém. Um oceano único formou-se assim relativamente cedo na história da Terra.
No entanto, uma certa quantidade de água pode ter ficado presa nos minerais cristalizantes do manto, nomeadamente na bridgmanite, um mineral de silicato que hoje constitui 60% do manto. Medir a quantidade de água que pode ser armazenada neste mineral poderia, assim, permitir estimar o estoque hídrico inicial da Terra e compreender como a água se distribuía entre o reservatório superficial e os reservatórios profundos.
Originalmente, a Terra era composta principalmente por um oceano de magma. A sua cristalização permitiu a formação dos primeiros oceanos. © Nicolas Sarte
Assim, uma equipa de investigadores realizou medições laboratoriais, recriando as condições de pressão e temperaturas extremas que reinavam no coração do antigo oceano de magma graças a uma bigorna de diamantes aquecido por laser. Os pesquisadores submeteram amostras de silicatos hidratados a pressões de cerca de 700 mil atmosferas e temperaturas de mais de 3.700 K.
Os resultados, publicados na revista Ciênciarevelam assim que a incorporação de água nos cristais de bridgmanita aumenta com a temperatura, e não com a pressão ou a quantidade inicial de água no sistema.
Uma enorme quantidade de água armazenada nas profundezas do manto
Os modelos desenvolvidos neste estudo sugerem, portanto, que à medida que o oceano de magma primordial arrefecia, a água gradualmente se concentrava nos magmas de silicato residuais, enquanto quantidades substanciais ficavam presas nos cristais de bridgmanita que se formavam nos níveis mais profundos. Assim, os autores sugerem que a cristalização na base do manto poderia ter incorporado grandes quantidades de água, 10 a 100 vezes mais do que se pensava anteriormente, levando à formação de um gigantesco reservatório do qual ainda hoje podem estar presentes relíquias.
Na parte superior do oceano de magma em cristalização, os magmas residuais teriam liberado sua água na forma de gás. A acumulação superficial teria participado da formação dos primeiros oceanos terrestres.
A expulsão da água do magma cristalizado deu origem aos primeiros oceanos, enquanto parte significativa da água permaneceu armazenada nos minerais do manto. ©Grok
Os modelos sugerem que os restos deste reservatório de águas profundas ainda podem desempenhar um papel na dinâmica terrestre, influenciando notavelmente a composição dos magmas de pontos quentescomo o Havaí!