Seu rosto parece bem. Confie em mim. Mas se você aumentar o zoom e fizer um lapso de tempo, verá uma paisagem em movimento: espinhas em erupção, crateras de poros se formando, cristas de pele esticando e esmagando juntas enquanto você sorri e franze a testa. Da mesma forma, a Terra fora da sua janela pode parecer quieta. Mas isso é porque você está olhando para uma pequena fatia no tempo e no espaço. Expanda sua visão e você verá placas se deslocando, terremotos ondulam e vulcões explodem ao longo de fronteiras tectônicas. O mundo se abre, crepita e rasga. Nada permanece o mesmo.
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Para ilustrar esses padrões dinâmicos, o Programa Global de Volcanismo do Instituto Smithsoniano, hospedado no Museu Nacional de História Natural, criou uma animação temporal dos terremotos, erupções e emissões do mundo desde 1960. A partir do primeiro banco de dados compilado de emissões de enxofre até 1978, as animações mostram como a atividade aparentemente aleatória de vulcões e terremotos forma padrões globais consistentes ao longo do tempo. Entender esses padrões dá aos pesquisadores uma visão de como esses eventos dramáticos estão entrelaçados com o funcionamento interno de nosso planeta.
Terremotos e vulcões podem evocar imagens de destruição generalizada. Mas para aqueles que estudam os lugares mais profundos da Terra, como Elizabeth Cottrell, pesquisadora do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian e diretora do Programa Global de Vulcanismo, os vulcões também são “janelas para o interior”. o que está dentro, ajudando os pesquisadores a desvendar a composição e a história do núcleo do planeta. Isso é crucial, porque ainda não sabemos exatamente do que o interior do nosso planeta é feito. Precisamos entender o interior se quisermos desenredar o ciclo de carbono global, o fluxo químico que influencia o passado e o futuro do nosso planeta.
Nós sabemos muito sobre carbono, o elemento que forma a espinha dorsal da vida, em nossa crosta e nos oceanos. Sabemos muito menos sobre isso no núcleo e no manto da Terra. Até agora, provou ser um desafio provar o manto da Terra, que se estende até 1.800 milhas abaixo da superfície. Isso significa que o interior da Terra desempenha um enorme - e misterioso - papel no ciclo global do carbono. O interior contém talvez 90% do carbono do nosso planeta, ligado em formas puras como grafite ou diamantes. Recolher os movimentos desse indescritível carbono da Terra profunda tem sido chamado de “um dos problemas mais incômodos” em nossa busca para entender o ciclo global do carbono.
Felizmente, temos vulcões. Como geólogo planetário, Cottrell pensa nesses fabricantes de magma como um "sistema de entrega de amostras" que nos dá uma espiada no centro do planeta. "Terremotos e erupções são os batimentos cardíacos do planeta", diz ela. As emissões desses eventos, que influenciaram o clima global, são a respiração do planeta. (Em todo o mundo, os vulcões liberam cerca de 180 a 440 milhões de toneladas de dióxido de carbono.) Ao estudar a química da lava e a composição de gases vulcânicos, Cottrell e outros podem ter uma idéia do que está dentro - como estudar arrotos humanos para descobrir seu estômago.
Os vulcões emitem principalmente vapor de água na forma de vapor, juntamente com dióxido de carbono e algum enxofre (em contraste, os humanos respiram cerca de 16% de oxigênio, 4% de CO2 e 79% de nitrogênio). Entender os níveis “normais” dessas emissões vulcânicas ajudaria os cientistas a determinar o que é a linha de base - e, portanto, como a atividade drasticamente humana está impactando. Ainda fixando essas emissões é um negócio complicado. A coleta de gás vulcânico é absolutamente perigosa, exigindo que os pesquisadores se aproximem e se familiarizem com emissões quentes e pressurizadas. Quando irrompe do manto, a lava derretida queima de 1000 a 1300 graus Celsius.
Não é de admirar que os cientistas preferissem ler as assinaturas de gás na atmosfera usando satélites do espaço. Infelizmente, essa técnica também tem seus problemas. Nos últimos três séculos, as emissões antropogênicas de fontes como a agricultura industrial e a queima de combustíveis fósseis ultrapassaram drasticamente as emissões dos vulcões - o que significa que o CO2 vulcânico se perde no ruído de fundo. Como solução alternativa, os cientistas usam o enxofre, que é mais fácil de medir a partir do espaço, como uma proxy para o carbono. Na última década, os avanços tecnológicos também nos permitiram separar algumas dessas emissões.
"O monitoramento global por satélite dos vulcões transformará nossa compreensão dos fluxos de gás do interior da Terra para o exterior na próxima década", diz Cottrell, que trabalhou com o pesquisador Simon Carn e o gerente de dados Ed Venzke para incorporar emissões vulcânicas ao Smithsonian. banco de dados desde 2012.
Na visualização acima, você pode ver terremotos e erupções vulcânicas não apenas como eventos individuais, mas como indicadores daquelas regiões de atividade frenética na crosta terrestre, onde as placas se empurram umas contra as outras e se rasgam em pedaços. A chave é a escala de tempo. Ao diminuir o zoom nos últimos 50 anos, você pode ver que os vulcões não são meros sinais catastróficos, mas um padrão estável: a pulsação viva de um planeta dinâmico. "Quando olhamos em uma longa escala de tempo, vemos o pulso constante do planeta", diz Cottrell, que recomenda assistir a animação com o som para obter o efeito completo. É uma “batida constante implacável pontuada por períodos de alta e baixa atividade”.
Aumente o zoom novamente e você poderá ver como os vulcões nos ligam em um nível muito pessoal. Toda vez que você respira, você inala gás vulcânico, que rapidamente se mistura com a atmosfera e se difunde. Ao saber quando e onde as erupções vulcânicas recentes ocorreram, você pode até identificar o vulcão que deu sabor à sua última inalação. Agora isso é íntimo.
Aprenda sobre esta pesquisa e muito mais no Observatório Deep Carbon.
