Grande parte da atividade geológica do planeta é impulsionada pelo manto terrestre, camada de rochas localizada abaixo da crosta que representa mais de 80% do volume da Terra.

Apesar de sua importância para fenômenos como vulcanismo e tectônica de placas, seu funcionamento ainda é pouco compreendido.

Uma das principais ferramentas para investigar essa região são os sismógrafos de fundo oceânico, conhecidos pela sigla OBS (Ocean Bottom Seismometers). Equipados com baterias que podem funcionar por mais de um ano, esses aparelhos registram a propagação de ondas sísmicas, permitindo aos pesquisadores criar mapas do interior do planeta.

Segundo a sismóloga Ana Ferreira, da University College London (UCL), esses estudos mostram que o comportamento do manto lembra o de uma “lâmpada de lava”, em que materiais com diferentes densidades sobem e descem continuamente. “Imagine uma panela com calda fervendo, mas com diferentes tipos de calda e densidades distintas”, explica ao Nature.

Esses movimentos dão origem às chamadas plumas mantélicas, colunas de rocha extremamente quente que alimentam cadeias vulcânicas como as do Havaí e da Islândia.

Além de ajudar a entender a estrutura interna da Terra, os sensores também podem ser úteis durante crises geológicas. Em 2022, quando uma sequência de terremotos levantou o temor de uma erupção na ilha de São Jorge, nos Açores, pesquisadores instalaram rapidamente seis sismógrafos no fundo do oceano para monitorar a movimentação do magma.

“O magma chegou a um quilômetro da superfície. Então, estagnou”, afirmou o sismólogo Stephen Hicks da UCL.

Outro dos grandes desafios da geologia é atravessar toda a crosta terrestre e alcançar o manto de forma direta. Até hoje, nenhuma expedição conseguiu coletar uma amostra intacta dessa camada.

Essa realidade pode mudar com o Meng Xiang, novo navio chinês de pesquisa lançado no fim de 2024. A embarcação foi projetada para perfurar até 11 mil metros abaixo da superfície do mar, tornando-se o equipamento científico mais avançado já construído para esse tipo de missão.

A expectativa é que o navio consiga atingir a chamada descontinuidade de Mohorovičić, limite entre a crosta e o manto terrestre.

“Tinha tudo o que se poderia precisar em um navio, e muito mais”, afirma Peter Bijl, paleoceanógrafo da Universidade de Utrecht, na Holanda, após visitar o laboratório flutuante durante um workshop realizado na China.

Outra tecnologia promissora utiliza hidrofones, microfones instalados debaixo d’água, para detectar os sons gerados no momento em que um tsunami se forma.

Esses sinais acústicos viajam cerca de três vezes mais rápido que as próprias ondas gigantes. Isso significa que podem alcançar sensores espalhados pelo oceano horas antes do tsunami atingir a costa.

O matemático Usama Kadri, da Universidade de Cardiff, no Reino Unido, desenvolveu um modelo capaz de usar esses dados para simular, em menos de 30 segundos, como as ondas irão se propagar pelos oceanos e quais regiões correm maior risco. Se adotada em sistemas de alerta, a técnica poderá ampliar significativamente o tempo disponível para evacuar áreas costeiras vulneráveis.

Uma das ideias mais criativas da oceanografia moderna aproveita uma infraestrutura que já existe: os cabos submarinos de fibra óptica responsáveis por transportar praticamente todo o tráfego mundial de internet.

Pesquisadores descobriram que pequenas deformações provocadas por terremotos alteram de forma sutil o percurso da luz dentro dessas fibras ópticas. Essas mudanças podem ser detectadas em terra, transformando os cabos em enormes sensores sísmicos sem a necessidade de instalar novos equipamentos no fundo do mar.

Inicialmente, a técnica funcionava apenas em trechos próximos ao litoral, mas pesquisadores da Nokia Bell Labs desenvolveram um método que utiliza dispositivos ópticos já presentes nos repetidores submarinos para ampliar o alcance do monitoramento.

O sistema foi testado com sucesso durante o terremoto de magnitude 8,8 que atingiu a península de Kamchatka, na Rússia, utilizando um cabo de aproximadamente 4.400 quilômetros entre o Havaí e a Califórnia.

Embora ofereça resolução inferior à da versão original da tecnologia, o método conseguiu acompanhar a propagação das ondas sísmicas ao longo de milhares de quilômetros.

À medida que essas ferramentas evoluem, cientistas esperam finalmente desvendar parte dos mistérios escondidos nas profundezas oceânicas.

Além de ampliar o conhecimento sobre a estrutura interna da Terra, elas podem melhorar sistemas de alerta para desastres naturais e aprofundar a compreensão das mudanças climáticas, dos ecossistemas marinhos e da própria dinâmica do planeta.