A anomalia gravitacional de 2007 no Atlântico oriental: um sinal vindo do manto profundo

Em 2007, um fenómeno inusitado ocorreu sobre o Atlântico oriental. Registos de satélites em órbita mostraram que o campo gravitacional da Terra exibiu uma anomalia à escala de um continente - e, depois, voltou gradualmente ao padrão anterior.

O episódio, impossível de ser percebido por pessoas à superfície, só foi identificado agora ao reanalisar medições de satélites dedicados a monitorizar a gravidade. A explicação mais provável, segundo um novo estudo, é uma redistribuição gigantesca de massa em profundidade, muito abaixo de onde qualquer instrumento terrestre poderia observar diretamente.

A análise foi conduzida por uma equipa liderada pela geofísica Charlotte Gaugne Gouranton, da Universidade Paris Cité, em França. Para o grupo, a origem mais plausível do sinal é uma mudança de fase em material situado a cerca de 3.000 km de profundidade, próximo do limite inferior do manto.

Como o GRACE (Experiência de Recuperação da Gravidade e do Clima) detetou o fenómeno

A anomalia foi observada pela missão conjunta do DLR (Centro Aeroespacial Alemão) e da NASA chamada GRACE (Experiência de Recuperação da Gravidade e do Clima), composta por dois satélites que operaram entre 2002 e 2017.

Em órbita baixa, configurações com satélites em formação conseguem ser muito mais sensíveis a pequenas variações do campo gravitacional do que sensores instalados no solo. Os dois satélites mantinham uma geometria cuidadosamente controlada; quando a gravidade variava, a distância entre eles mudava de forma subtil, funcionando como um indicador extremamente preciso da força do campo gravitacional ao longo do trajeto.

Em geral, essas variações podem ser associadas a alterações na distribuição de massa na superfície, como: - mudanças em reservas de água subterrânea; - derretimento de glaciares; - variações do nível do mar.

Todas essas transformações deixam “marcas” minúsculas na gravidade do planeta - e o GRACE foi concebido para as medir.

Um padrão em “dipolo” com 7.000 km que não combina com processos superficiais

Gaugne Gouranton e colegas levantaram a hipótese de que o GRACE também pudesse ter registado deslocamentos de massa vindos de regiões muito mais profundas do interior terrestre. Com isso em mente, eles vasculharam toda a série de dados da missão, procurando um sinal que não se encaixasse em explicações baseadas em atividade superficial.

No intervalo entre 2006 e 2008, com máximo em janeiro de 2007, surgiu um padrão discreto, mas enorme: um dipolo, com uma faixa de gravidade mais forte ao lado de outra mais fraca, estendendo-se por cerca de 7.000 km sobre o Atlântico oriental. Um sinal assim sugere redistribuição de massa (massa a deslocar-se de um lado para o outro), e não simplesmente um ganho ou perda global de massa na região.

A coincidência com um “solavanco” geomagnético na mesma área

O que tornou o evento ainda mais intrigante foi a coincidência temporal e regional com um “tranco” no campo magnético da Terra, também observado por satélites: um solavanco geomagnético (geomagnetic jerk). Esse tipo de alteração costuma ser associado a mudanças profundas no planeta, perto - ou até dentro - do núcleo externo líquido.

Essa sobreposição de sinais (gravidade e magnetismo) reforçou a ideia de que a origem poderia estar em processos internos, e não em variações comuns de água e gelo na superfície.

Por que a água (oceano e aquíferos) não explica a anomalia gravitacional

Para testar alternativas, os investigadores simularam vários cenários capazes, em teoria, de produzir um sinal gravitacional semelhante, com foco especial no movimento de água - tanto água subterrânea quanto água oceânica.

Os resultados foram negativos em dois sentidos: 1. Os modelos não conseguiam reproduzir o local, a escala e o momento da anomalia. 2. Mais decisivo ainda: o volume de água que teria de se deslocar para gerar um efeito da magnitude observada seria fisicamente inviável.

Com as causas superficiais descartadas, a investigação voltou-se para mecanismos que pudessem reorganizar rapidamente a massa em grande profundidade.

Bridgmanita e transição de fase no limite manto–núcleo

O mineral mais abundante no manto terrestre é a bridgmanita (((Mg,Fe)SiO₃)). Em condições específicas, ela pode passar por uma transição de fase, mudando de uma estrutura cristalina do tipo perovskita para pós-perovskita.

Na prática, isso significa que os átomos do mineral reorganizam-se numa nova configuração de rede cristalina. Essa transformação só acontece sob pressões e temperaturas extremas, encontradas naturalmente junto ao limite entre o manto e o núcleo.

O ponto crucial é que a mudança estrutural na bridgmanita envolve uma alteração relevante na densidade do material. Um salto de densidade desse tipo pode provocar uma redistribuição rápida de massa naquela região profunda, o que, por sua vez, se manifestaria como mudanças acentuadas no campo gravitacional medido acima. Esse mesmo episódio também poderia estar relacionado ao solavanco geomagnético observado no mesmo período.

Ligações possíveis com “bolhas” estranhas detectadas por sismologia

Embora a hipótese ainda precise de confirmação independente, ela aponta para outras implicações. Dados sísmicos já revelaram a existência de “bolhas” (aglomerados) de material perto do núcleo da Terra com propriedades diferentes das regiões ao redor. A área proposta para a transição de fase associada à anomalia gravitacional de 2007 fica muito próxima de uma dessas estruturas, o que sugere que ambos os fenómenos podem estar conectados.

Nas palavras dos autores, ao analisar séries temporais de gradientes de gravidade derivados do GRACE, foi identificado um sinal anómalo de grande escala no Atlântico oriental, máximo no começo de 2007, que não pode ser totalmente explicado por fontes de água superficial nem por fluxos de fluido no núcleo. Isso leva a equipa a propor que pelo menos parte do sinal reflita redistribuições rápidas de massa no interior do manto.

O que este tipo de anomalia pode significar para o estudo do interior da Terra

Se eventos como o de 2007 ocorrerem com alguma frequência, eles podem oferecer uma janela rara para processos que normalmente só inferimos de forma indireta. Em vez de depender apenas de sismologia, medições de gravidade em órbita podem ajudar a mapear quando e onde o manto profundo muda, mesmo que essas mudanças não tenham expressão direta na superfície.

Outro desdobramento é metodológico: este tipo de descoberta incentiva a combinação de diferentes “camadas” de observação - gravidade, magnetismo e sismologia - para reconstruir a dinâmica interna do planeta com melhor resolução temporal. Com missões mais recentes de monitorização gravitacional e séries históricas mais longas, torna-se possível procurar padrões semelhantes, comparar regiões e testar se a assinatura de transições de fase aparece de modo repetido.

Ainda não se sabe com que regularidade essas redistribuições de massa acontecem, nem como elas se encaixam no quadro mais amplo da dinâmica do interior terrestre. Esse é o próximo passo: entender se a anomalia de 2007 foi um caso raro - ou apenas um exemplo de um processo profundo que, até agora, passava despercebido.

A pesquisa foi publicada na revista Cartas de Pesquisa Geofísica.