Os segredos do fundo da terra

http://www.terra.com.br/revistaplaneta/edicoes/438/artigo128872-3.htm

Ano internacional do planeta terra

Os segredos do fundo da terra

Nos últimos 15 anos houve um notável progresso 

nas pesquisas sobre o que acontece no interior 

do nosso planeta, mas os cientistas ainda esperam

 novos avanços. Deles poderão surgir, por exemplo,

 maneiras de prever terremotos ou de programar o

 uso sustentável dos recursos naturais

Cratera com lava no Parque Nacional dos Vulcões, no Havaí.

A sociedade tem grande interesse nos progressos feitos pelos

 cientistas no estudo do interior da Terra. A expectativa se

 explica: há necessidades urgentes de fornecimento de 

água, recursos minerais, proteção contra desastres naturais

 e controle ambiental. A área teve enormes avanços nos últimos

 15 anos, particularmente em termos de técnicas de visualização

 remota, mas ainda é preciso ir além.

De qualquer modo, o que foi obtido nos últimos anos merece 

destaque. Nesse período, os geólogos começaram a compreender

 a geosfera em termos mais mensuráveis (quantitativos). Técnicas

 sísmicas mais avançadas levaram a um melhor conhecimento da

 estrutura tridimensional do manto (camada de rochas em estado 

sólido ou pastoso que representa 80% do interior do planeta, 

entre a crosta e o núcleo da Terra) e da litosfera (a região mais 

exterior da Terra, composta pela crosta terrestre e pela camada 

de placas tectônicas do manto). Pode-se descrever, em termos 

numéricos, como funcionam as profundezas do sistema Terra;

 ao mesmo tempo, 

a análise quantitativa de bacias em que os sedimentos se 

acumulam permitiu ligar o interior do planeta ao registro das 

alterações gravadas nesses sedimentos ao longo do tempo.

Formas melhores de "ver" através da rocha possibilitaram aos 

geocientistas compreender a estrutura da litosfera e de que

 modo a pressão exercida pelos movimentos das placas

 tectônicas a leva a deformar-se. Progressos recentes na 

datação permitiram descobrir a velocidade desses 

processos, com a precisão necessária para distinguir

 entre as diferentes forças que moldam a paisagem.

A modelagem da forma como o relevo muda ao longo

 das eras atingiu um estágio em que se podem reunir, no 

tempo e no espaço, estudos relativos à deposição de 

sedimentos e à sua erosão. Numa escala muito 

menor, técnicas 

de detecção que utilizam ondas sísmicas ou 

eletromagnéticas

 possibilitam o exame de problemas de arquitetura 

sedimentar (a maneira como diferentes sedimentos 

se estruturam).

A maneira como as rochas são erodidas em certas 

áreas da crosta terrestre e redepositadas em outras - e,

 ainda, como o interior plástico da Terra reage às

 correspondentes mudanças de pressão - recebe o 

nome de transferência de massa. Esse tópico se

 apresenta como uma nova fronteira nas atuais 

Ciências da Terra - ou seja, a tentativa de

 compreender quantitativamente tais processos.

O passo essencial rumo a uma abordagem em quatro

 dimensões (envolvendo, simultaneamente, espaço e tempo) 

precisa da modelagem dos processos da geosfera, de forma

 a incorporar dados em escalas menores com as técnicas

 atuais, de elevada qualidade, de visualização sísmica. 

É preciso explorar a Terra para obter uma imagem de

 alta resolução da estrutura e dos processos do seu interior.

Esse estudo passará por alguns temas-chave, apresentados a seguir.

Relevo - O relevo terrestre resulta da interação entre os 

processos que ocorrem no interior, na superfície e na 

atmosfera. Ele influencia a sociedade, não apenas em

 termos dos processos lentos da mudança da 

paisagem, mas também através do clima. Sua evolução 

(mudanças de nível nos continentes, na água doce e no mar) 

pode afetar seriamente a vida humana, animal e vegetal.

 Quando há uma subida dos níveis de água doce ou do mar,

 ou quando o continente sofre subsidência (afundamento

 abrupto ou gradativo da superfície), aumenta o risco de 

cheias, afetando diretamente ecossistemas locais e 

aglomerados

 humanos. Por outro lado, a queda dos níveis de água 

doce e o levantamento do continente podem levar a 

um maior risco de erosão ou mesmo de desertificação.

Essas alterações provêm tanto de processos naturais 

como de atividades humanas, embora a contribuição 

absoluta e relativa de cada fator ainda seja mal

 compreendida. O estado atual e o comportamento

 do Sistema Terra na superfície são consequência de 

processos que ocorrem em escalas de tempo bem 

abrangentes.

 Eles incluem:

>>Efeitos tectônicos a longo prazo no levantamento, 

na subsidência

 e nos sistemas fluviais;

>>Efeitos residuais das épocas glaciais nos movimentos da 

crosta terrestre (o peso do gelo acumulado pressiona a

 crosta, que leva milhares de anos para recuperar-se 

depois do degelo);

>>Alterações climáticas e ambientais ao longo dos

 últimos milênios;

>>Os poderosos impactos antropogênicos do 

século 20.

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artigo128872-1.htm

Nos últimos 15 anos houve um notável progresso nas  pesquisas sobre o que acontece no interior do nosso  planeta, mas os cientistas ainda esperam novos avanços.  Deles poderão surgir, por exemplo, maneiras de prever  terremotos ou de programar o uso sustentável  dos recursos naturais Compreender o atual estado do Sistema Terra, tanto  para predizer o futuro quanto para programar o uso  sustentável dele, implica entender melhor esse espectro  de processos (operando simultaneamente, mas em diferentes  escalas de tempo). O desafio para as Ciências da Terra é  descrever o estado do sistema, monitorar suas alterações,  prever sua evolução e, em parceria com outras ciências, avaliar  diferentes modelos para seu uso sustentável por parte dos seres  humanos. A investigação deverá concentrar-se na interação entre a  tectônica ativa, a evolução do relevo e as alterações do nível  do mar a elas relacionadas, assim como o desenvolvimento do  padrão de drenagem dos rios. Isso significa desenvolver uma  estratégia integrada de observação e análise que enfatize as  mudanças em grande escala em zonas vulneráveis do globo. Atividades vulcânicas, com a emissão de  gases, remodelam  constantemente as características ambientais  da crosta terrestre. Geoprevisão - A crescente pressão que estamos  fazendo sobre  o ambiente nos torna cada vez mais vulneráveis. Temos necessidade urgente de "sistemas de geoprevisão" cientificamente avançados  que possam, de forma precisa, localizar recursos no subsolo e  prever a altura e a magnitude de terremotos, erupções vulcânicas  e a subsidência de terrenos. A concepção desses sistemas  coloca um desafio científico multidisciplinar bem grande.  A previsão dos processos que ocorrem na Terra também  condiciona a previsão em outras ciências, como as oceanográficas  e as atmosféricas. Prever o comportamento dos sistemas geológicos requer um amplo  entendimento dos processos e dados de alta qualidade. Espera-se  que ocorra progresso nas previsões quantitativas relativas à interface  entre a modelagem e a observação. É aqui que as hipóteses científicas  são confrontadas com a realidade observável. Na sua versão mais  avançada, a sequência integrada "observação, modelagem,  quantificação dos processos, otimização e previsão" é levada a  cabo de forma periódica (tanto no espaço como no tempo)  e os resultados obtidos são vitais para a criação de novos  desenvolvimentos conceituais. Observar o presente - A informação sobre a atual estrutura  do subsolo e do interior da Terra é um aspecto fundamental  da ciência relativa à geosfera. Esse aspecto diz respeito ao  estudo dos processos ativos e dos que já terminaram, mas  que podem ter contribuído para as estruturas atuais. O estudo  dos processos ativos é importante porque as observações a eles  relacionadas (que envolvem, por exemplo, a atividade sísmica, a  deformação superficial e o campo gravitacional da Terra) podem  ser realizadas (e utilizadas) como condicionantes da modelagem  desses processos. A compreensão relativa aos processos adquirida  com esses exercícios é muito valiosa, pois permite guiar a  reconstrução de processos passados. Reconstruir o passado - Embora tenha mudado  continuamente ao longo do tempo, a geosfera ainda  possui vestígios da sua evolução inicial. Revelar os papéis  desempenhados pelos processos litosféricos internos e  externos no controle das taxas de erosão e da sedimentação  representa um grande desafio. A cobertura sedimentar da litosfera fornece um registro em  alta resolução das mudanças ambientais, assim como da  deformação e da transferência de massa à superfície e a  diferentes profundidades da crosta, da litosfera e do manto.  Nas últimas décadas, a análise sedimentar de bacias tem  estado na vanguarda na integração dos componentes  sedimentares e litosféricos dos campos (anteriormente separados)  da geologia e da geofísica. Um grande objetivo é integrar a tectônica ativa, os processos  superficiais e a dinâmica da litosfera na reconstrução do antigo  relevo das bacias e de suas áreas circundantes. Uma abordagem  integrada é igualmente importante, considerando-se o papel  social que essas bacias desempenham na localização de recursos, como hidrocarbonetos. Além disso, uma vez que a maioria das  pessoas mora atualmente dentro ou perto de bacias sedimentares  (em zonas costeiras e deltas), tanto as populações como os  aglomerados onde elas vivem permanecem vulneráveis a  riscos geológicos colocados pela atividade do sistema Terra. Deformação da litosfera - A forma como as rochas do manto  terrestre "fluem" exerce controle sobre a espessura e a resistência  das placas litosféricas, a extensão do acoplamento entre os movimentos  das placas e o fluxo no interior da Terra e o padrão e a taxa de  convecção na astenosfera (região de 700 quilômetros de profundidade  que fica abaixo da litosfera), assim como sobre processos mais localizados.  A fim de compreender o comportamento dinâmico da parte exterior da  geosfera, é essencial um conhecimento detalhado da forma como  "fluem" diferentes zonas do manto. Chaminés Chaminés vulcânicas no fundo do oceano criam ecossistemas  únicos, repletos de formas de vida que não existem em nenhum  outro lugar, como essas estrelas-do-marvulcânicas no fundo do  oceano criam ecossistemas únicos, repletos de formas de vida  que não existem em nenhum outro lugar, como essas estrelas-do-mar Nos últimos 15 anos houve um notável progresso nas pesquisas sobre o que acontece no interior do nosso planeta, mas os cientistas ainda esperam novos avanços. Deles poderão surgir, por exemplo, maneiras de prever terremotos ou de programar o uso sustentável dos recursos naturais Modelagem e validação de processos - A modelagem dos processos da geosfera é um estágio transitório entre a modelagem cinemática (relativa aos movimentos mecânicos no interior do planeta) e a dinâmica. Esse desenvolvimento não pode ocorrer sem a interação com subdisciplinas relativas à estrutura e à cinemática da Terra ou à reconstrução de processos geológicos. A informação estrutural é um pré-requisito para a modelagem dos processos da geosfera. De modo semelhante, a informação sobre movimentos horizontais e verticais, tanto atuais como passados, é utilizada para formular e verificar hipóteses relativas a processos dinâmicos. Inversamente, os resultados obtidos a partir da modelagem motivam e conduzem a pesquisa na observação do presente e na reconstrução do passado. As movimentações originárias do fundo da Terra trazem à tona substâncias que podem ser fonte de saúde, como a lama desse vulcão colombiano extinto. Desafios e desenvolvimentos - Apesar do grande sucesso da teoria da tectônica de placas nas Ciências da Terra, ainda existem problemas fundamentais no que diz respeito à evolução dos continentes e a seu papel na dinâmica da litosfera e do manto. O processo de crescimento dos continentes, sua espessura e a associação dinâmica com o manto são tópicos a que uma série de subdisciplinas precisa prestar atenção. Questões igualmente importantes ainda por resolver se referem ao mecanismo de controle da tectônica continental e a seus efeitos nos movimentos verticais, na dinâmica topográfica e na formação de bacias sedimentares. Nesse aspecto, é vital a dinâmica da separação dos continentes, de que forma as placas mergulham por baixo de outras, como as montanhas se erguem e são desgastadas pela erosão e seus efeitos na evolução da plataforma continental e nos processos de fronteira entre oceanos e continentes. Igualmente importantes são as taxas e as escalas em que esses processos operam. Para quantificar os processos essenciais envolvidos no estudo da geosfera, é essencial associar forças internas e externas. O trabalho feito sobre as estruturas e os processos da crosta, a dinâmica da topografia e as bacias sedimentares registra progressos em escalas cada vez mais reduzidas. Um Ano Internacional dedicado ao planeta A União Internacional das Ciências Geológicas (IUGS), que representa cerca de 250 mil geocientistas de 117 países, proclamou um Ano Internacional do Planeta Terra 2007-2009 com o subtítulo "Ciências da Terra para a Sociedade". Os propósitos salientam a relação entre a humanidade e o planeta, e demonstram quanto os geocientistas são importantes na criação de um futuro equilibrado e sustentável. Proclamado através da ONU, o Ano Internacional foi considerado atividade central pela Divisão das Ciências da Terra da Unesco. Ele também é apoiado por organizações congêneres da IUGS, como a União Internacional de Geodesia e Geofísica (IUGG) e a União Geográfica Internacional (IGU), além do Conselho Internacional para a Ciência (ICSU). Pelas diretrizes da ONU para a proclamação de anos internacionais, os assuntos elegíveis devem corresponder a uma "preocupação prioritária de direitos políticos, sociais, econômicos, culturais, humanitários ou humanos", envolvendo "todos os países (ou a maioria deles), independentemente do sistema econômico e social", e deve "contribuir para o desenvolvimento da cooperação internacional na resolução de problemas globais", dando especial atenção aos temas que afetam os países em desenvolvimento. Autores: Sierd Cloetingh (ISES, Holanda), com Rolf Emmermann (GFZ, Alemanha), John Ludden (CNRS, França), Hans Thybo (Copenhague, Dinamarca), Mark Zoback (Stanford, EUA) e Frank Horvath (ELTE, Hungria).