Early in the spring of 1961, a group of geologists started drilling a hole into the sealoor off the Pacific coast of Baja California. A expedição, a primeira do género, foi a fase inicial de um projecto destinado a perfurar a crosta terrestre e alcançar o manto subjacente. Mal sabiam eles que seus esforços logo seriam ofuscados quando John F. Kennedy lançou a corrida à lua em maio daquele ano.

Até o final de 1972, depois de gastar bilhões de dólares e através do esforço coletivo de milhares de cientistas e engenheiros, seis missões Apollo pousaram no companheiro orbital da Terra e trouxeram para casa mais de 841 libras de rochas e solo lunar.

Meanwhile, the earthbound geologists who dreamt of getting a glimpse of Earth’s inner workings were left empty-handed with the remnants of various programmes thanks to budget cuts.

Desde os anos 60, os pesquisadores tentaram perfurar o manto da Terra, mas ainda não obtiveram sucesso. Alguns esforços falharam devido a problemas técnicos; outros caíram vítimas de vários tipos de má sorte – incluindo, como descoberto depois do fato, a escolha de pontos inoportunos para perfurar. No entanto, esses esforços têm mostrado que a tecnologia e a perícia para perfurar o manto existem. E agora a primeira fase da mais recente tentativa de alcançar esta importante parte do nosso planeta é aborrecida através de uma fina secção da crosta oceânica no sudoeste do Oceano Índico.

Não se preocupe: Quando os perfuradores eventualmente perfurarem o manto, a rocha derretida quente não irá subir pelo buraco e derramar sobre o fundo do mar numa 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, geofísico 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 ele através de análise direta. A fina camada de crosta em que vivemos constitui 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 se encontra entre o núcleo externo e a crosta, constitui cerca de 68% da massa do planeta e 85% do seu volume.

Pense no manto como uma lâmpada de lava do tamanho de um planeta, onde o material capta calor no limite do núcleo, torna-se menos denso e sobe em plumas flutuantes até à borda inferior da crosta terrestre, e depois flui ao longo desse tecto até arrefecer e afundar de volta em direcção ao núcleo. A circulação no manto é excepcionalmente lânguida: De acordo com uma estimativa, uma viagem de ida e volta da crosta ao núcleo e de volta pode levar até 2 bilhões de anos.

Obter um pedaço imaculado do manto é importante porque ajudaria os cientistas planetários a determinar melhor as matérias primas das quais a Terra acordava quando o nosso sistema solar era jovem. “Seria a verdade para aquilo de que o mundo é feito”, diz Given. Sua composição também forneceria pistas sobre como a Terra se formou inicialmente e como ela evoluiu para a esfera multicamadas que habitamos hoje, diz ela.

Os cientistas podem inferir muito sobre o manto, mesmo sem uma amostra. As velocidades e caminhos das ondas sísmicas geradas pelo terremoto que atravessam o planeta fornecem uma visão sobre a densidade, viscosidade e características gerais do manto, assim como como como essas propriedades variam de lugar para lugar. Assim como o ritmo a que a crosta da Terra emerge para cima depois de ser pesada por enormes camadas de gelo que recentemente (em termos geológicos) derreteram.

As medições dos campos magnéticos e gravitacionais do nosso planeta dão ainda mais informações, diminuindo os tipos de minerais que podem ser encontrados nas profundezas, diz Walter Munk, um oceanógrafo físico da Scripps. O cientista, hoje com 98 anos, fazia parte de um pequeno grupo de pesquisadores que sonhou pela primeira vez com a idéia de perfurar o manto em 1957. Mas esses métodos indiretos só podem dizer muito a um cientista, ele observa. “Não há substituto para ter um pedaço do que se quer analisar nas mãos.”

Os investigadores têm amostras do manto na mão, mas não são imaculadas. Alguns deles são pedaços de rocha transportados para a superfície da Terra por vulcões em erupção. Outros foram pesados para cima por colisões entre placas tectônicas. Outros ainda subiram para o fundo do mar ao longo das cristas do médio-oceano, dizem os geólogos Henry Dick e Chris MacLeod. Dick, do Instituto Oceanográfico Woods Hole em Massachusetts, e MacLeod, da Universidade de Cardiff no País de Gales, são co-líderes da expedição de perfuração profunda que acaba de envolver o sudoeste do Oceano Índico.

Todas as amostras do manto atual foram alteradas pelos processos que as trouxeram à superfície da Terra, expostas à atmosfera ou submersas na água do mar por longos períodos de tempo – possivelmente todos os acima mencionados. Essas amostras de manto expostas ao ar e à água provavelmente perderam alguns dos seus elementos químicos originais mais facilmente dissolvidos.

Detem o grande desejo de obter um pedaço de manto não purificado, diz Dick. Uma vez disponível, os cientistas poderiam analisar a composição química geral de uma amostra, assim como sua mineralogia, avaliar a densidade da rocha e determinar a facilidade com que ela conduz calor e ondas sísmicas. Os resultados poderiam ser comparados aos valores inferidos a partir de medições indiretas, validando ou contestando essas técnicas.

Perfuração até o manto também daria aos geólogos uma olhada no que eles chamam de descontinuidade Mohorovičić, ou Moho, para abreviar. Acima desta zona misteriosa, nome dado ao sismólogo croata que a descobriu em 1909, as ondas sísmicas viajam a cerca de 4,3 milhas por segundo, uma taxa consistente com aquelas ondas que viajam através do basalto, ou lava resfriada. Abaixo do Moho, as ondas se rasgam a cerca de 5 milhas por segundo, uma taxa semelhante à que percorrem através de uma rocha ígnea do tipo pobre em sílica chamada peridotita. O Moho normalmente fica entre 3 a 6 milhas abaixo do fundo do oceano e em qualquer lugar entre 12 a 56 milhas abaixo dos continentes.

Esta zona tem sido considerada há muito tempo o limite da crosta-mantle, onde o material resfria gradualmente e se cola à crosta sobreposta. Mas alguns estudos de laboratório sugerem que é possível que o Moho represente a zona onde a água que desce da crosta sobreposta reage com peridotites de manto para criar um tipo de mineral chamado serpentina. Esta possibilidade é excitante, sugerem Dick e MacLeod. As reacções geoquímicas que geram a serpentina também produzem hidrogénio, que pode então reagir com a água do mar para produzir metano, uma fonte de energia para alguns tipos de bactérias. Ou, os pesquisadores observam, o Moho pode ser algo totalmente desconhecido para a ciência.

A chave para desvendar os segredos do manto é encontrar o local certo para perfurar. O material do manto sobe até ao fundo do oceano, nas cristas do médio-oceano, onde as placas tectónicas se afastam lentamente. Mas essas amostras simplesmente não servem. Trabalhando através de alguns quilômetros de crosta abaixo do fundo do oceano muda o material consideravelmente, tornando a amostra do manto não representativa do que está no fundo da Terra. E perfurar mais fundo numa destas cristas também é problemático, diz Dick. “Em uma crista oceânica ou em seus flancos imediatos, a crosta é muito quente para perfurar mais de cerca de um ou dois quilômetros”

Então ele e seus colegas estão perfurando em um ponto no sudoeste do Oceano Índico chamado Banco Atlantis, que fica a cerca de 808 milhas a sudeste de Madagascar. Muitos fatores fazem deste local um excelente lugar para a expedição perfurar, diz Dick.

Para um, este pedaço de fundo do mar do tamanho de Denver fica no topo da crosta oceânica que tem cerca de 11 milhões de anos, tornando-a fresca o suficiente para perfurar. Para outro, o topo do banco é um planalto de 9,7 milhas quadradas que fica a menos de 2.300 pés da superfície do oceano. Isso torna a perfuração do fundo do oceano lá, ao contrário dos 3,7 milhas de profundidade do fundo do mar, um descuido. Fortes correntes oceânicas na área impediram que os sedimentos se acumulassem no fundo do mar, mantendo a crosta lá amplamente exposta. É também relativamente fina – um levantamento sísmico anterior da área descobriu que a crosta lá é apenas 1,6 milhas de espessura.

Além disso, a crosta oceânica abaixo do Banco Atlantis formou-se numa secção da crista do médio-oceano onde as camadas superiores da crosta nascente se espalharam numa direcção a partir da fenda, enquanto as camadas inferiores se moveram na outra. Os cientistas ainda não sabem como ou porque isto aconteceu. Mas, devido a essa chamada propagação assimétrica, que provavelmente ocorre numa fração substancial das cristas do médio-oceano do mundo, o Banco Atlantis não está camuflado com camadas quebradiças da crosta superior que podem se quebrar e cair em um buraco enquanto está sendo perfurado, diz Dick. Tais detritos podem danificar a broca ou fazer com que ela se agarre, assim como dificultar a descarga de pedaços menores de rocha e lama do buraco.

Embora os benefícios da perfuração no Atlantis Bank, a expedição sofreu contratempos comuns a muitos projetos de perfuração oceânica. Problemas com o carregamento do navio atrasaram a partida da equipe de Colombo, Sri Lanka, por um dia. Uma vez no local, a equipe quebrou uma broca, mas antes que eles pudessem pescar as peças fora de seu buraco, eles tiveram que fazer as malas e levar um tripulante doente para o norte, em direção às Ilhas Maurício, para se encontrar com um helicóptero em terra para uma evacuação médica. O navio, chamado JOIDES Resolution, voltou após quase uma semana de viagem e depois teve que passar alguns dias usando um forte ímã para tentar recuperar as peças da broca quebrada.

Nunca encontraram as peças que faltavam. Mas durante um último esforço, usando um forte vácuo para tentar desfiá-las, a expedição trouxe de volta o que pode ser o maior pedaço de crosta oceânica de diâmetro jamais recuperado. O cilindro de rocha escura, de granulado grosso, chamado gabbro, tem 7 polegadas de acróstico – três vezes o tamanho normal – e 20 polegadas de comprimento.

A profundidade alvo da equipe para esta expedição era de 4.265 pés dentro da crosta, mal a meio caminho do manto. Infelizmente, a partir de 22 de janeiro, a perfuração tinha atingido apenas 2.330 pés de profundidade abaixo do fundo do mar.

Na altura em que este artigo for publicado, as operações de perfuração estarão concluídas no Banco Atlantis para esta etapa do projecto. Uma segunda perna da missão, já aprovada, espera-se que conclua a tarefa e toque no manto. Mas isso pode ser em qualquer lugar de dois a cinco anos a partir de agora. A competição pelo tempo de nave de outras equipes que desejam perfurar em outro lugar do mundo é feroz, diz Dick.

A equipe científica não vai sair da primeira fase deste projeto de mãos vazias, diz MacLeod. A recuperação de amostras de toda a crosta terrestre também é importante. “Não temos idéia de qual é a composição da crosta oceânica em qualquer lugar do globo”, diz Dick. As rochas da crosta inferior anteriormente recuperadas de outros locais de perfuração profunda não têm sido nada parecidas com o que os pesquisadores esperavam, diz ele.

O projeto do Banco Atlantis daria uma olhada na composição química da crosta inferior. E um perfil completo através de toda a camada ajudaria os cientistas a entender como os magmas são química e fisicamente transformados – incluindo como as rochas do manto se cristalizam e se fixam na superfície inferior da crosta.

Onquanto os pesquisadores eventualmente obtenham sua amostra de manto, outras equipes podem se juntar ao projeto com experimentos próprios, diz MacLeod. “Expedições futuras podem estar a deixar cair instrumentos pelo buraco durante anos.” Por exemplo, os sismólogos podem enviar sensores para o buraco com quilómetros de profundidade e depois medir directamente as velocidades das ondas sísmicas a pulsar através da crosta terrestre, em vez de os inferir através de testes laboratoriais em pequenas amostras de rocha. Os pesquisadores também podem baixar uma seqüência de sensores de temperatura no buraco para medir o fluxo de calor do interior do nosso planeta.

Sem dúvida, as amostras de crosta e manto oceânico eventualmente recuperadas de Atlantis Bank-assob os dados coletados do buraco deixado para trás- manterão os geólogos e geofísicos ocupados por décadas ainda por vir. Mas a paciência é uma virtude, e dar-lhes tempo é o que Dick, MacLeod e seus irmãos geofísicos vêm fazendo há décadas.

Editor’s Note: Este artigo foi atualizado para corrigir a atribuição de um levantamento sísmico do Banco Atlantis.