No início da primavera de 1961, um grupo de geólogos começou a perfurar um buraco no fundo do mar na costa do Pacífico da Baixa Califórnia. A expedição, a primeira do gênero, foi a fase inicial de um projeto destinado a atravessar a crosta terrestre e atingir o manto subjacente. Mal sabiam eles que seus esforços logo seriam ofuscados quando John F. Kennedy lançou a corrida para a lua em maio daquele ano.
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No final de 1972, depois de gastar bilhões de dólares e através do esforço coletivo de milhares de cientistas e engenheiros, seis missões Apollo aterrissaram no companheiro orbital da Terra e trouxeram para casa mais de 841 quilos de rochas lunares e solo.
Enquanto isso, os geólogos ligados à terra que sonhavam em ter um vislumbre do funcionamento interno da Terra ficaram de mãos vazias com os remanescentes de vários programas graças aos cortes no orçamento.
Desde a década de 1960, os pesquisadores tentaram perfurar o manto da Terra, mas ainda não tiveram sucesso. Alguns esforços falharam devido a problemas técnicos; outros caíram em vários tipos de azar - inclusive, como descoberto depois do fato, escolhendo locais inoportunos para perfurar. No entanto, esses esforços mostraram que a tecnologia e o conhecimento para perfurar o manto existem. E agora a primeira fase da mais recente tentativa de alcançar essa parte importante do nosso planeta é chata através de uma fina camada de crosta oceânica no sudoeste do Oceano Índico.
Não se preocupe: quando os perfuradores eventualmente perfuram o manto, a rocha derretida quente não subirá pelo buraco e se derramará no fundo do mar em uma erupção vulcânica. Embora as rochas do manto fluam, elas o fazem a uma velocidade semelhante à taxa de crescimento de uma unha, diz Holly Given, geofísica da Scripps Institution of Oceanography, em San Diego.
O manto é a maior parte deste planeta que chamamos de lar, mas os cientistas sabem relativamente pouco sobre isso através da análise direta. O fino verniz da crosta em que vivemos compõe cerca de um por cento do volume da Terra. O núcleo interno e externo - massas sólidas e líquidas que são em grande parte feitas de ferro, níquel e outros elementos densos - ocupa apenas 15% do volume do planeta. O manto, que fica entre o núcleo externo e a crosta, representa cerca de 68% da massa do planeta e impressionantes 85% de seu volume.
Pense no manto como uma lâmpada de lava do tamanho de um planeta onde o material capta calor no limite do manto central, torna-se menos denso e sobe em plumas flutuantes até a borda inferior da crosta terrestre e flui ao longo desse teto até esfriar e afundar. de volta para o núcleo. A circulação no manto é excepcionalmente lânguida: de acordo com uma estimativa, uma viagem de ida e volta da crosta ao núcleo e vice-versa pode levar até 2 bilhões de anos.
Obter um pedaço intocado do manto é importante porque ajudaria os cientistas planetários a determinar melhor as matérias-primas a partir das quais a Terra se agregou quando nosso sistema solar era jovem. "Seria uma verdade fundamental sobre o que o mundo é feito", diz Given. Sua composição também forneceria pistas sobre como a Terra se formou inicialmente e como evoluiu para o orbe multi-camadas que habitamos hoje, diz ela.
Os cientistas podem inferir muito sobre o manto, mesmo sem uma amostra. As velocidades e os caminhos das ondas sísmicas geradas pelo terremoto que passam pelo planeta fornecem informações sobre a densidade, a viscosidade e as características gerais do manto, além de como essas propriedades variam de um lugar para outro. O mesmo acontece com a taxa em que a crosta terrestre sobe depois de ser pesada por enormes mantos de gelo que recentemente (em termos geológicos) derreteram.
As medições dos campos magnético e gravitacional do nosso planeta dão ainda mais informações, estreitando os tipos de minerais que podem ser encontrados nas profundezas, diz Walter Munk, oceanógrafo físico da Scripps. O cientista, agora com 98 anos, fazia parte de um pequeno grupo de pesquisadores que primeiro sonhou com a ideia de perfurar o manto em 1957. Mas esses métodos indiretos só podem dizer muito a um cientista, observa ele. "Não há substituto para ter um pedaço do que você quer analisar em suas mãos."
Os pesquisadores têm amostras do manto em mãos, mas não são originais. Alguns deles são pedaços de rocha levados para a superfície da Terra por vulcões em erupção. Outros foram levantados por colisões amassadas entre as placas tectônicas. Outros, no entanto, subiram para o fundo do mar ao longo de sulcos lentos do oceano, dizem os geólogos Henry Dick e Chris MacLeod. Dick, da Instituição Oceanográfica Woods Hole, em Massachusetts, e MacLeod, da Universidade de Cardiff, no País de Gales, são co-líderes da expedição de perfuração profunda que está se encerrando no sudoeste do Oceano Índico.
Todas as amostras do manto atual foram alteradas pelos processos que as levaram à superfície da Terra, expostas à atmosfera ou submersas na água do mar por longos períodos de tempo - possivelmente todas as anteriores. As amostras do manto expostas ao ar e à água provavelmente perderam alguns de seus elementos químicos originais mais facilmente dissolvidos.
Daí o grande desejo de obter um pedaço imaculado de manto, diz Dick. Uma vez disponíveis, os cientistas podem analisar a composição química geral de uma amostra, bem como sua mineralogia, avaliar a densidade da rocha e determinar com que facilidade ela conduz ondas de calor e sísmicas. Os resultados podem ser comparados com os valores inferidos de medições indiretas, validando ou contestando essas técnicas.
Perfurar todo o caminho até o manto também daria aos geólogos uma olhada no que eles chamam de descontinuidade de Mohorovičić, ou Moho, abreviadamente. Acima desta zona misteriosa, batizada em homenagem ao sismólogo croata que a descobriu em 1909, as ondas sísmicas viajam a cerca de 7 km por segundo, uma taxa consistente com aquelas ondas que viajam através do basalto, ou lava resfriada. Abaixo do Moho, as ondas rasgam cerca de 5 quilômetros por segundo, semelhante à taxa que eles viajam através de um tipo de rocha ígnea pobre em sílica chamada peridotito. O Moho situa-se entre 3 a 6 milhas abaixo do fundo do oceano e entre 12 e 56 milhas abaixo dos continentes.
Esta zona tem sido considerada como o limite do manto da crosta, onde o material gradualmente esfria e adere à crosta sobrejacente. Mas alguns estudos de laboratório sugerem que é possível que o Moho represente a zona em que a água que escorre da crosta sobreposta reage com os peridotitos do manto para criar um tipo de mineral chamado serpentina. Essa possibilidade é excitante, sugerem Dick e MacLeod. As reações geoquímicas que geram a serpentina também produzem hidrogênio, que pode então reagir com a água do mar para produzir metano, uma fonte de energia para alguns tipos de bactérias. Ou, observam os pesquisadores, o Moho poderia ser algo totalmente desconhecido para a ciência.
A chave para desvendar os segredos do manto é encontrar o local certo para a perfuração. O material do manto eleva-se até o fundo do oceano em cordilheiras meso-oceânicas, onde as placas tectônicas se afastam lentamente. Mas essas amostras não servem. Trabalhar através de alguns quilômetros de crosta abaixo do solo oceânico muda consideravelmente o material, tornando a amostra do manto não representativa do que há de profundo na Terra. E aprofundar ainda mais um desses sulcos também é problemático, diz Dick. "Em uma crista oceânica ou em seus flancos imediatos, a crosta é quente demais para perfurar mais de um ou dois quilômetros."
Então ele e seus colegas estão perfurando em um ponto no sudoeste do Oceano Índico chamado Atlantis Bank, que fica a cerca de 1300 quilômetros a sudeste de Madagascar. Muitos fatores fazem deste local um excelente lugar para a expedição de perfuração, diz Dick.
A geóloga estrutural Carlotta Ferrando examina alguns núcleos de fraturas e veias que podem dizer se as rochas foram deformadas. (Bill Crawford, IODP JRSO) 
Os minúsculos grãos minerais deformados nesta amostra da crosta inferior, cortados em fatias finas e intercalados entre materiais de modo a transmitir luz polarizada, registram como a rocha parcialmente derretida foi espremida e esticada à medida que subia em direção ao fundo do mar no Atlantis Bank. (Bill Crawford, Programa Internacional de Descoberta do Oceano) 
O geólogo James Natland (à esquerda) e os cientistas co-chefes da expedição Henry Dick (no meio) e Chris MacLeod (à direita) analisam o que a equipe acredita ser o núcleo mais amplo já recuperado pelo programa de perfuração oceânica. (Benoit Ildefonse, IODP) Por um lado, este trecho do fundo do mar de Denver fica no topo da crosta oceânica que tem cerca de 11 milhões de anos, o que a torna legal o suficiente para ser perfurada. Por outro lado, o topo do banco é um platô de 9, 7 milhas quadradas que está dentro de 2.300 pés da superfície do oceano. Isso faz bater o fundo do oceano lá, ao contrário do fundo do mar de 3, 7 quilômetros de profundidade nas proximidades, um acéfalo. Fortes correntes oceânicas na área impediram que os sedimentos se acumulassem no fundo do mar, mantendo a crosta em grande parte exposta. Também é relativamente fino - uma pesquisa sísmica anterior da área descobriu que a crosta tem apenas 1, 6 milha de espessura.
Além disso, a crosta oceânica sob o Banco Atlantis se formou em uma seção da crista mesoceânica onde as camadas superiores da crosta nascente se espalharam em uma direção a partir da fenda, enquanto as camadas inferiores se moveram na outra. Os cientistas ainda não estão certos de como ou por que isso aconteceu. Mas, devido a esse assim chamado espalhamento assimétrico, que provavelmente ocorre em uma fração substancial das cordilheiras do meio do oceano, o Atlantis Bank não é encoberto por camadas frágeis de crosta superior que podem se quebrar e cair em um buraco à medida que é perfurado., diz Dick. Tais detritos podem danificar a broca ou causar a sua gripagem, além de dificultar a descarga de pequenos pedaços de rocha e lama do buraco.
Apesar dos benefícios da perfuração no Atlantis Bank, a expedição sofreu reveses comuns a muitos projetos de perfuração oceânica. Problemas com o carregamento do navio atrasou a partida da equipe de Colombo, Sri Lanka por um dia. Uma vez no local, a equipe quebrou uma broca, mas antes que pudessem tirar os pedaços do buraco, eles tiveram que fazer as malas e levar um membro da tripulação doente para o norte em direção às Ilhas Maurício para encontrar um helicóptero em terra para uma evacuação médica. O navio, chamado JOIDES Resolution, retornou depois de quase uma semana e teve que passar alguns dias usando um imã forte para tentar recuperar as peças da broca quebrada.
Eles nunca encontraram as peças que faltavam. Mas, durante um último esforço usando um forte vácuo para tentar mastigá-los, a expedição trouxe de volta o que pode ser o maior pedaço de crosta oceânica já recuperado. O cilindro de rocha escura e grossa, chamado gabro, tem 7 polegadas de diâmetro - três vezes o tamanho normal - e 20 polegadas de comprimento.
A profundidade do alvo da equipe para esta expedição foi de 4, 265 pés na crosta, apenas a meio caminho do manto. Infelizmente, a partir de 22 de janeiro, a perfuração atingiu apenas uma profundidade de 2.330 pés abaixo do fundo do mar.
No momento em que este artigo for publicado, as operações de perfuração estarão encerradas no Atlantis Bank - para esta etapa do projeto. Uma segunda parte da missão, já aprovada, poderia completar a tarefa e explorar o manto. Mas isso pode ser de dois a cinco anos a partir de agora. Competição por tempo de navio de outras equipes que desejam perfurar em outros lugares do mundo é feroz, diz Dick.
A equipe de cientistas não sairá da primeira fase deste projeto de mãos vazias, diz MacLeod. Recuperar amostras de toda a crosta terrestre também é importante. "Não temos idéia do que é a composição em massa da crosta oceânica em qualquer lugar do globo", diz Dick. Rochas de crosta mais baixa, previamente recuperadas de outros locais de perfuração profunda, não são nada como o que os pesquisadores esperavam, diz ele.
O projeto do Banco Atlantis forneceria uma visão da composição química da crosta inferior. E um perfil completo por toda a camada ajudaria os cientistas a entender como os magmas são química e fisicamente transformados lá - incluindo como as rochas do manto se cristalizam e se ligam à superfície inferior da crosta.
Uma vez que os pesquisadores acabam obtendo sua amostra de manto, outras equipes podem pegar carona no projeto com experiências próprias, diz MacLeod. "Futuras expedições podem estar derrubando instrumentos nos próximos anos." Por exemplo, os sismólogos podem enviar sensores para o buraco de milhas e então medir diretamente as velocidades das ondas sísmicas pulsando através da crosta terrestre, ao invés de inferi-las via laboratório. testes em pequenas amostras de rocha. Os pesquisadores também podem baixar uma série de sensores de temperatura no orifício para medir o fluxo de calor do interior do planeta.
Sem dúvida, as amostras de crosta e manto oceânico eventualmente recuperadas do Atlantis Bank - assim como os dados coletados do buraco deixado para trás - manterão geólogos e geofísicos ocupados pelas próximas décadas. Mas a paciência é uma virtude, e ganhar tempo é o que Dick, MacLeod e seus irmãos geofísicos vêm fazendo há décadas.
Nota do Editor: Este artigo foi atualizado para corrigir a atribuição de um levantamento sísmico do Banco Atlantis.
