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Cientistas detectaram duas estruturas gigantes no manto da Terra, a 2.900 km de profundidade; elas podem ser restos do planeta Theia que colidiu com a Terra.
Tomografia sísmica: como terremotos revelam estruturas ocultas no interior da Terra. Toda vez que um terremoto ocorre em qualquer lugar do planeta, ele emite ondas sísmicas que atravessam o interior da Terra em todas as direções. Geofísicos ao redor do mundo registram essas ondas em redes de sensores distribuídas pela superfície e analisam o tempo que elas levam para chegar a cada estação. Com esses dados, os cientistas conseguem reconstruir o que existe no interior do planeta por meio de uma técnica chamada tomografia sísmica, frequentemente comparada a uma espécie de radiografia da Terra. Foi justamente essa técnica que, na década de 1980, revelou um dos mistérios mais intrigantes da geofísica moderna.
Em dois pontos específicos do manto inferior da Terra, a cerca de 2.900 quilômetros de profundidade, imediatamente acima do núcleo externo fundido, as ondas sísmicas desaceleravam de maneira anômala. Algo naquela região possuía propriedades físicas diferentes do restante do manto. E esse algo era gigantesco.
LLSVPs: as maiores estruturas já detectadas no manto da Terra
Os cientistas passaram a chamar essas estruturas de Large Low-Shear-Velocity Provinces (LLSVPs), ou Províncias de Baixa Velocidade de Ondas de Cisalhamento. Em 2011, o geólogo Kevin Burke propôs nomes para as duas principais estruturas, homenageando dois pioneiros da tectônica de placas.
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A estrutura localizada sob a África recebeu o nome de Tuzo, em homenagem ao geofísico J. Tuzo Wilson. A outra, localizada sob o Oceano Pacífico, foi chamada de Jason, em referência ao geofísico W. Jason Morgan. As dimensões dessas estruturas são difíceis de imaginar.
Cada uma delas possui extensão lateral de milhares de quilômetros, comparável ao tamanho de continentes inteiros. Além disso, elas se elevam até 1.000 quilômetros acima da fronteira entre o manto e o núcleo terrestre. Para efeito de comparação, o Monte Everest tem cerca de 8,8 quilômetros de altura. As estruturas Tuzo e Jason são aproximadamente 100 vezes mais altas.
Juntas, as duas LLSVPs ocupam entre 3% e 9% do volume total da Terra, o que as torna algumas das maiores estruturas internas conhecidas em qualquer planeta rochoso.
O que as ondas sísmicas revelam sobre as LLSVPs no manto terrestre
A tomografia sísmica mostra com clareza que as ondas sísmicas atravessam as LLSVPs mais lentamente do que atravessam o manto ao redor. Esse comportamento pode indicar duas possibilidades principais.
A primeira é que o material nessas regiões seja mais quente que o restante do manto. A segunda é que ele seja quimicamente diferente, com composição mineral distinta. Muitos pesquisadores acreditam que as duas condições ocorrem simultaneamente. A temperatura sozinha, porém, não explica completamente os dados observados.
Se as LLSVPs fossem apenas bolsões de rocha quente, elas seriam menos densas que o material ao redor e tenderiam a subir em forma de plumas mantélicas — exatamente o que ocorre em hotspots vulcânicos como o Havaí. No entanto, as estruturas permanecem relativamente estáveis há pelo menos 500 milhões de anos, possivelmente muito mais.
Estudos baseados em marés terrestres e nos modos normais de vibração do planeta indicam que a parte inferior dessas estruturas é cerca de 0,5% mais densa que o manto ao redor. Esse valor parece pequeno, mas em estruturas com dimensões continentais representa uma quantidade colossal de massa adicional.
Estudos recentes indicam que as LLSVPs são extremamente antigas
Um estudo publicado em janeiro de 2025 pela Universidade de Utrecht trouxe novas pistas sobre a natureza dessas estruturas profundas. Os pesquisadores analisaram o amortecimento de ondas sísmicas dentro das LLSVPs e descobriram que os minerais presentes nessas regiões possuem grãos muito maiores do que aqueles encontrados nas áreas ao redor.
Nas regiões onde placas tectônicas subductadas se acumulam, os grãos minerais costumam ser menores devido à deformação constante. Grãos maiores indicam crescimento mineral ao longo de períodos extremamente longos.
A conclusão do estudo foi que as LLSVPs são estruturas muito antigas — com pelo menos 500 milhões de anos, possivelmente muito mais velhas.
Esse resultado sugere que, ao contrário do que muitas representações simplificadas indicam, o manto terrestre não está completamente misturado, mantendo regiões químicas distintas ao longo de enormes escalas de tempo geológico.
A hipótese do “cemitério de placas tectônicas”
Uma das explicações mais antigas para a origem das LLSVPs é relativamente simples. Segundo essa hipótese, as estruturas seriam um gigantesco cemitério de placas oceânicas subductadas. Ao longo de bilhões de anos de tectônica de placas, placas oceânicas mergulharam continuamente no manto terrestre nas chamadas zonas de subducção.
A crosta oceânica possui composição basáltica e é mais densa que o manto peridotítico ao redor. Quando afunda para grandes profundidades, sob altíssimas pressões e temperaturas, ela se torna ainda mais densa.
Nesse modelo, as LLSVPs seriam o acúmulo final desse material reciclado, formado por placas oceânicas que afundaram ao longo de centenas de milhões de anos e se acumularam na base do manto, próximo ao núcleo. Essa hipótese também explica a posição das estruturas.
Tuzo e Jason estão localizadas exatamente onde modelos de circulação mantélica preveem que material denso deveria se acumular. Além disso, elas se encontram em posições antipodais, ou seja, aproximadamente em lados opostos do planeta — uma configuração que representa um ponto de equilíbrio dinâmico para grandes massas dentro de um planeta em rotação.
Evidências geoquímicas que desafiam a hipótese da crosta reciclada
Apesar de plausível, a hipótese do cemitério de placas enfrenta um problema importante. Basaltos provenientes de ilhas oceânicas formadas sobre plumas mantélicas, como os vulcões do Havaí e da ilha de Réunion, apresentam assinaturas isotópicas que não correspondem à crosta oceânica reciclada.
Os dados geoquímicos indicam que o material que alimenta esses vulcões possui uma composição muito mais antiga e distinta, incompatível com o material que deveria resultar do processo de subducção. Isso levou alguns pesquisadores a considerar uma hipótese ainda mais radical.
A hipótese de que fragmentos de outro planeta estejam enterrados no manto da Terra
Em 2021, o geodinamicista Qian Yuan, então doutorando na Universidade do Estado do Arizona, estava estudando modelos de formação da Lua quando percebeu algo intrigante. A teoria mais aceita para a origem da Lua é a hipótese do impacto gigante.
Segundo esse modelo, há cerca de 4,5 bilhões de anos, um protoplaneta do tamanho de Marte chamado Theia colidiu com a Terra primitiva. A maior parte dos detritos lançados em órbita acabou se agregando para formar a Lua.
O núcleo metálico de Theia teria afundado em direção ao núcleo terrestre. Mas o destino do manto de Theia permanecia uma questão em aberto. Yuan percebeu que as dimensões e a densidade estimadas para as LLSVPs eram compatíveis com o que fragmentos do manto de Theia poderiam produzir após o impacto.
Seu estudo foi inicialmente rejeitado diversas vezes por falta de modelagem detalhada do impacto. Posteriormente, ele colaborou com especialistas em simulações astrofísicas e publicou uma versão ampliada do trabalho na revista Nature em novembro de 2023.
Simulações sugerem que fragmentos do planeta Theia podem ter afundado no manto terrestre
As simulações mostraram que, se o manto de Theia fosse enriquecido em óxido de ferro, ele poderia ser 2% a 3,5% mais denso que o manto da Terra.
Nesse cenário, fragmentos desse material não se misturariam completamente com o manto terrestre após o impacto. Em vez disso, eles afundariam através do oceano global de magma formado pela colisão e acabariam se acumulando no manto inferior.
Ao longo do tempo geológico, esses fragmentos poderiam se agrupar e formar dois enormes aglomerados estáveis, localizados em posições aproximadamente opostas dentro do planeta. As posições coincidiriam com as regiões atualmente ocupadas pelas estruturas Tuzo e Jason.
Como as LLSVPs influenciam vulcões e o campo magnético da Terra
As LLSVPs não são apenas curiosidades profundas da geologia. Elas influenciam processos que chegam até a superfície do planeta. As bordas dessas estruturas coincidem com notável precisão com regiões onde se formaram grandes províncias ígneas, eventos vulcânicos gigantescos que liberaram enormes volumes de lava ao longo da história geológica.
Esses eventos foram associados a algumas extinções em massa. A hipótese é que as bordas das LLSVPs funcionem como regiões onde plumas mantélicas se formam. O calor vindo do núcleo se acumula nessas áreas e eventualmente gera colunas ascendentes de rocha quente que alcançam a superfície.
Hotspots como o Havaí ficam diretamente acima da estrutura Jason, enquanto a ilha de Réunion, no Oceano Índico, se encontra acima de Tuzo.
Cerca de 80% dos kimberlitos africanos, rochas vulcânicas que transportaram diamantes do manto profundo até a superfície nos últimos 320 milhões de anos, emergiram acima da borda de Tuzo.
As estruturas também podem influenciar o campo magnético da Terra. Como elas alteram o fluxo de calor entre o núcleo e o manto, acabam afetando a dinâmica do ferro líquido no núcleo externo — processo responsável pela geração do campo magnético do planeta.
A Anomalia Magnética do Atlântico Sul, região onde o campo magnético é mais fraco, está localizada exatamente acima da borda da estrutura Tuzo.
O que pesquisas recentes indicam sobre o futuro dessas estruturas profundas
Em março de 2025, pesquisadores da Universidade de Durham publicaram novas simulações de circulação mantélica em alta resolução. Os resultados indicam que as LLSVPs podem ser cerca de 2% mais densas e até 100 vezes mais viscosas que o manto ao redor.
Essa viscosidade maior faria com que o fluxo do manto fosse desviado verticalmente ao redor das estruturas, criando exatamente as condições onde plumas mantélicas e hotspots vulcânicos tendem a se formar.
Mesmo com avanços recentes, a questão central ainda permanece em aberto. As LLSVPs podem ser âncoras extremamente estáveis da circulação do manto, estruturas que organizam o interior do planeta há bilhões de anos.
Ou podem ser formações geológicas em evolução lenta, que um dia poderão se fragmentar e reorganizar o padrão de vulcanismo e tectonismo na superfície da Terra. A resposta para essa pergunta continua escondida a quase 2.900 quilômetros de profundidade, em uma das regiões mais inacessíveis do planeta.
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