O que é o buraco gravitacional da Terra?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/07/2023

Não é um buraco, é uma área que parece ter menor densidade e, portanto, uma gravidade ligeiramente menor.
[Imagem: ESA]

Anomalia gravitacional

Um artigo científico publicado por dois pesquisadores indianos chamou a atenção da imprensa para uma anomalia gravitacional da Terra que é conhecida há décadas, chamada Baixo Geoide do Oceano Índico (IOGL, na sigla em inglês para Indian Ocean Geoid Low).

Inicialmente detectada por medidores de gravidade em navios, essa anomalia mostrou seus contornos verdadeiros quando a sonda espacial GOCE, da Agência Espacial Europeia, mapeou pela primeira vez o campo gravitacional da Terra, há quase 15 anos.

Debanjan Pal e Attreyee Ghosh, do Instituto Indiano de Ciências, publicaram agora um novo modelo oferecendo uma possível explicação para a existência dessa anomalia, que a imprensa está chamando de "buraco gravitacional da Terra".

Mas, como explicou em uma entrevista à BBC a professora Gabriela Viejo, a Universidade de Oviedo, na Espanha, "esse 'buraco' não é uma área onde as coisas afundam, nem os objetos caem mais rápido. E também não é um buraco visível."

Acontece que a Terra está longe de ser homogênea em termos da formação de suas diversas camadas. Juntamente com a variabilidade do próprio formato do planeta - a Terra é mais parecida com uma batata, que os cientistas chamam de geoide, do que com uma esfera perfeita - isso resulta em valores locais da força da gravidade que fogem ao padrão de 9,8 m/s².

São essas variações que são chamadas de anomalias gravitacionais, e não são só "buracos": As anomalias podem ser positivas, quando o valor da gravidade (g) é maior que o padrão, ou negativas, quando o valor é menor. Assim, para seguir a ilustração popular, existem "buracos gravitacionais" e "montanhas gravitacionais".

Neste modelo da gravidade da Terra, o "buraco gravitacional" no Oceano Índico é visto em um azul profundo.
[Imagem: ESA]

Buraco gravitacional do Oceano Índico

O Baixo Geoide do Oceano Índico é o ponto mais baixo do geoide da Terra. Ele está localizado no Oceano Índico, ao sul do Subcontinente Indiano.

É uma depressão circular que fica 105 metros abaixo do nível médio do mar e com uma área de mais de 3 milhões de quilômetros quadrados.

Já foram propostas inúmeras hipóteses sobre como esse espaço que registra a menor gravidade do planeta pode ter-se formado, todas partindo da noção básica de que a gravidade é proporcional à massa - menos massa implica menos gravidade.

Assim, o raciocínio natural é que na área do "buraco gravitacional" há menos massa. Só que não há consenso sobre o porquê dessa quantidade menor de massa.

Os modelos disponíveis até hoje baseiam sua explicações nas interações das placas tectônicas da região, que teriam umas entrado embaixo das outras ao se chocarem. Mas esses modelos não conseguem explicar as velocidades das ondas sísmicas quando elas atravessam a região - as velocidades sísmicas são tipicamente explicadas pelas diferentes densidades e temperaturas das camadas do planeta.

É aqui que entra a nova explicação proposta pelos dois pesquisadores indianos.

A nova explicação envolve as plumas do manto.
[Imagem: Debanjan Pal et al. - 10.1029/2022GL102694]

Plumas do manto menos densas

Debanjan Pal e Attreyee Ghosh argumentam que "estudos anteriores analisaram a anomalia atual e não se preocuparam com a forma como ela surgiu".

Com os avanços da computação, eles conseguiram agora criar um modelo que, pela primeira vez, explica a anomalia gravitacional e os dados de velocidades sísmicas registrados.

A dupla simulou 19 cenários diferentes para o movimento das placas tectônicas e mudanças no manto da Terra nos últimos 140 milhões de anos. Para isso, eles variaram diferentes parâmetros, como a viscosidade ou densidade do manto, a temperatura, a resistência das placas ou o tempo de deformação, até chegar a um conjunto de valores que explica os dados reais.

Em seis das simulações, a forma e a extensão do geoide abaixo do Oceano Índico se aproximaram dos dados reais.

Uma das novidades é que o papel das placas oceânicas, sobretudo de uma placa antiga, chamada Tétis, tem apenas um papel secundário na geração da anomalia gravitacional. Além disso, os cenários mais fiéis aos dados colocam na equação outra parte do planeta, a África Oriental.

Sabe-se que materiais mais quentes e menos densos que emergem do manto, chamados "plumas do manto", podem resultar em anomalias de baixa densidade. No entanto, não se conhece nenhuma pluma de manto sob o IOGL, o que estava fazendo com que essa possível explicação fosse deixada de lado. Contudo, os pesquisadores descobriram que há material quente subindo da grande província africana de baixa velocidade de cisalhamento, ou da superpluma africana, na vizinhança do IOGL, que está sendo desviado para o leste, terminando bem abaixo do IOGL. Esse desvio possivelmente se deve ao movimento rápido da placa indiana, argumentam os pesquisadores.

Como essa pluma do manto consiste em um magma quente e menos denso, ele se eleva acima do restante dos materiais. Nos modelos propostos pelos dois pesquisadores, é essa menor densidade desse material que explicaria o "buraco gravitacional" do Oceano Índico.

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