A cerca de 2.900 quilômetros abaixo de onde você está agora, no limite entre o manto rochoso e o núcleo metálico da Terra, existem duas estruturas do tamanho de continentes — uma sob a África, outra sob o oceano Pacífico. Elas são mais altas que o Monte Everest multiplicado várias vezes, mais densas que o manto ao redor, e ninguém jamais colocou um instrumento perto delas, muito menos as viu. Nenhuma sonda chegou perto: o buraco mais profundo já cavado por seres humanos, o poço soviético de Kola, mal arranhou 12 quilômetros — uma fração de 0,3% da distância até essas estruturas.
E, ainda assim, cientistas conseguem descrever sua forma, estimar seu tamanho, sua densidade relativa e até levantar hipóteses sérias sobre sua origem — incluindo uma, proposta em 2023, de que poderiam ser fragmentos fundidos do corpo celeste que colidiu com a Terra primitiva e, dos destroços dessa colisão, formou a Lua.
Essa hipótese do impacto já ganhou manchetes em veículos brasileiros como Olhar Digital, TecMundo, Canaltech e Canal Rural. É uma ideia legítima, publicada na revista Nature, e vale a pena conhecer. Mas ela é só metade — talvez a metade menos interessante — da história. A outra metade, geralmente deixada de fora dessas reportagens, é ainda mais impressionante: como, exatamente, alguém consegue mapear uma estrutura do tamanho de um continente a quase 3 mil quilômetros de profundidade sem nunca colocar os olhos nela? E por que, apesar de todo esse poder de observação indireta, os cientistas que estudam essas estruturas há décadas ainda não concordam sobre o que elas realmente são?
Este artigo é sobre as duas coisas: o método extraordinário que permite “ver” o interior inacessível do planeta, e o debate científico genuíno — não resolvido, com pesquisadores discordando de boa-fé — sobre a origem dessas duas gigantes escondidas.
O problema: como estudar algo que nunca poderemos tocar
A Terra tem um raio de aproximadamente 6.371 km. O ponto mais profundo já perfurado por humanos, o Furo Superprofundo de Kola, na Rússia, parou aos 12,262 km depois de quase 20 anos de perfuração, quando as rochas ficaram quentes e plásticas demais para continuar. Isso significa que 99,8% do caminho até o centro da Terra é, e provavelmente sempre será, inacessível a qualquer broca.
As estruturas de que este artigo trata — chamadas tecnicamente de LLSVPs, sigla em inglês para Large Low-Shear-Velocity Provinces (“grandes províncias de baixa velocidade de cisalhamento”) — ficam na fronteira entre o manto inferior e o núcleo externo líquido, a cerca de 2.900 km de profundidade. Uma delas se estende sob boa parte do continente africano; a outra, sob o oceano Pacífico. Na literatura científica, os pesquisadores frequentemente as tratam informalmente pelos apelidos “Tuzo” (a estrutura africana) e “Jason” (a do Pacífico) — nomes cunhados em homenagem a geodinamicistas que ajudaram a estabelecer o campo de estudo dessas anomalias.
Como, então, alguém sabe que elas existem?
A tomografia sísmica: o “raio-X” do planeta
A resposta está em uma técnica chamada tomografia sísmica, e a melhor forma de entendê-la é pela mesma lógica de uma tomografia computadorizada em um hospital — só que, em vez de um tubo de raios X girando ao redor do corpo de um paciente, os “emissores” são terremotos, e os “detectores” são milhares de sismômetros espalhados pela superfície do planeta.
Quando um terremoto forte acontece — digamos, no Chile —, ele libera energia na forma de ondas sísmicas que se propagam por todo o interior da Terra, não apenas pela superfície. Duas famílias de ondas internas interessam aqui: as ondas P (primárias, de compressão, que se movem como o som, empurrando e esticando o material por onde passam) e as ondas S (secundárias, de cisalhamento, que fazem o material vibrar perpendicularmente à direção de propagação — como sacudir uma corda esticada).
A diferença crucial entre elas é que ondas P conseguem atravessar tanto sólidos quanto líquidos, enquanto ondas S só se propagam em sólidos — um líquido não tem rigidez suficiente para transmitir esse tipo de cisalhamento. É justamente esse comportamento que, no início do século XX, permitiu a Richard Dixon Oldham e depois a Beno Gutenberg identificar a existência do núcleo externo líquido da Terra: eles notaram que, a partir de certo ângulo, ondas S simplesmente não chegavam aos sismômetros do lado oposto do planeta — o que ficou conhecido como “zona de sombra” das ondas S.
Quando um terremoto acontece em qualquer lugar do mundo, sismômetros em dezenas ou centenas de estações de monitoramento registram o tempo exato em que cada tipo de onda chega até eles. Como a velocidade média das ondas sísmicas através de diferentes camadas da Terra já é bem conhecida, os sismólogos conseguem calcular o tempo de viagem esperado para cada trajeto entre o epicentro e cada estação.
O segredo da tomografia está no que sobra: os pequenos desvios entre o tempo esperado e o tempo real de chegada. Se uma onda S atravessa uma região do manto que é ligeiramente mais quente, mais mole ou quimicamente diferente do que a média, ela vai se propagar um pouco mais devagar do que o previsto — chega “atrasada”. Se atravessa uma região mais fria, mais rígida ou mais densa, chega um pouco “adiantada”.
Isoladamente, um único par terremoto–estação não diz quase nada: o atraso pode ter vindo de qualquer ponto ao longo daquele trajeto de milhares de quilômetros. Mas a Terra produz milhares de terremotos por ano, registrados por uma rede global de milhares de sismômetros. Cada terremoto-estação define um raio diferente cruzando o interior do planeta em um ângulo distinto. Quando dezenas de milhares desses raios — vindos de direções diferentes, cruzando a mesma região profunda por ângulos diferentes — são combinados matematicamente (um processo de inversão computacional equivalente, em espírito, ao que um tomógrafo médico faz com seus feixes de raio X vindos de múltiplos ângulos), é possível reconstruir um modelo tridimensional de como a velocidade das ondas sísmicas varia em cada ponto do interior da Terra.
Onde esse modelo mostra uma região extensa em que as ondas S seguem consistentemente mais lentas do que a média — sinal de material mais quente e/ou quimicanente distinto —, os sismólogos batizaram esse tipo de estrutura de “província de baixa velocidade de cisalhamento”. É exatamente esse padrão, aparecendo de forma persistente em praticamente todos os grandes modelos de tomografia global construídos ao longo de décadas por diferentes grupos de pesquisa, que revela as duas formações colossais sob a África e sob o Pacífico. Elas não têm um contorno nítido como uma rocha — são mais como uma região nebulosa de transição —, mas sua presença, extensão de milhares de quilômetros e altura de centenas de quilômetros acima do limite núcleo-manto são um dos achados mais robustos e replicados da sismologia global moderna.
Vale registrar a limitação inerente ao método: a tomografia sísmica tem resolução decrescente com a profundidade e depende da distribuição desigual de terremotos e estações pelo globo — há muito mais cobertura sísmica no hemisfério norte, com suas zonas de subducção densamente monitoradas, do que em vastas áreas oceânicas do hemisfério sul. Por isso os modelos de diferentes grupos de pesquisa concordam bem sobre a existência e a localização geral das LLSVPs, mas divergem em detalhes finos de forma, nitidez de bordas e magnitude exata da anomalia de velocidade. É precisamente essa margem de incerteza — o que a velocidade sísmica não consegue dizer sozinha, como se a estrutura é quente, ou quimicamente diferente, ou as duas coisas — que abre espaço para o debate científico que vem a seguir.
O que “baixa velocidade de cisalhamento” realmente significa
Vale desfazer uma possível confusão: “baixa velocidade de cisalhamento” não significa que a estrutura seja mole como gelatina ou que esteja se movendo lentamente de um lugar para outro. O nome descreve exclusivamente a velocidade com que as ondas sísmicas S atravessam aquele material, comparada à velocidade esperada para rocha do manto naquela profundidade.
Fisicamente, uma onda sísmica desacelera quando o material que atravessa fica mais quente (rocha quente é ligeiramente menos rígida que rocha fria) ou quando sua composição química muda de um jeito que reduz a rigidez elástica do material — por exemplo, se há mais elementos pesados como ferro concentrados ali. O problema é que ambos os efeitos — temperatura mais alta e composição química diferente — produzem exatamente a mesma assinatura na tomografia: ondas S mais lentas. A tomografia sísmica, sozinha, não tem como distinguir se está vendo “a mesma rocha, só que mais quente” ou “uma rocha genuinamente diferente quimicamente”. Essa ambiguidade fundamental é o motivo central pelo qual, mais de quarenta anos depois da primeira detecção dessas anomalias em modelos de tomografia global, no início dos anos 1980, ainda não existe consenso sobre a origem das LLSVPs.
Três hipóteses concorrentes, uma pergunta em aberto
Com esse pano de fundo, é possível apresentar de forma honesta o estado atual do debate científico. Não existe hoje uma resposta consolidada sobre a origem das LLSVPs — existem, isso sim, ao menos três famílias de hipóteses sérias, sustentadas por diferentes grupos de pesquisa, cada uma com evidências e cada uma com pontos fracos.
Hipótese térmica. Nessa visão, as LLSVPs não são feitas de um material fundamentalmente diferente do resto do manto — são apenas regiões consistentemente mais quentes, funcionando como as raízes profundas de onde nascem grandes plumas de manto que sobem em direção à superfície e alimentam regiões de vulcanismo intenso, como o Havaí ou a Islândia. Sob essa lógica, o calor que escapa do núcleo se acumula de forma desigual na base do manto, formando essas duas grandes “bolhas” térmicas que são, na prática, motores da convecção do manto profundo. É a explicação mais simples, no sentido de não exigir nenhum material exótico — mas ela tem dificuldade em explicar por que essas duas regiões específicas mantiveram sua forma e posição de maneira relativamente estável ao longo de centenas de milhões de anos, resistindo ao movimento constante do manto ao redor.
Hipótese composicional (ou “primordial”). Essa família de propostas argumenta que as LLSVPs são feitas de material genuinamente diferente do restante do manto — mais denso, mais rico em ferro ou em outros elementos pesados — e que essa densidade extra é o que as mantém “grudadas” no fundo do manto, como duas ilhas estáveis que a convecção não consegue misturar de volta ao resto do sistema, mesmo depois de bilhões de anos. A origem desse material composicionalmente distinto poderia vir de processos completamente terrestres: cristalização fracionada de um antigo oceano de magma que cobria a Terra ainda em formação, ou acúmulo, ao longo de éons, de laje de crosta oceânica densa que afundou (subductou) e nunca mais se misturou de volta ao manto circundante — um processo puramente geológico, sem qualquer relação com impactos externos.
Hipótese do impacto de Theia. A proposta mais recente, publicada em novembro de 2023 na revista Nature por Qian Yuan (então na Caltech e no California Institute of Technology, hoje na Arizona State University, atualmente professor assistente na Texas A&M) e coautores — incluindo Maxim Ballmer, do University College London —, sob o título “Moon-forming impactor as a source of Earth’s basal mantle anomalies” (“Impactor formador da Lua como fonte das anomalias basais do manto terrestre”), une as duas explicações anteriores a um evento cataclísmico específico: a colisão, há cerca de 4,5 bilhões de anos, entre a Terra ainda em formação e um corpo do tamanho de Marte, apelidado de Theia — o mesmo evento que a hipótese do grande impacto propõe como origem da Lua, a partir dos destroços ejetados para órbita.
A ideia central do estudo de Yuan e colegas é que Theia, sendo um corpo diferenciado com seu próprio manto rico em ferro, não teria se misturado uniformemente ao manto terrestre após o impacto. Parte desse material — mais denso por sua composição — teria afundado através do manto ainda parcialmente fundido da Terra jovem e se acomodado no fundo, junto ao núcleo, formando exatamente duas grandes concentrações que, bilhões de anos depois, ainda hoje aparecem nos modelos de tomografia como as LLSVPs sob a África e o Pacífico. Os autores sustentaram essa hipótese com simulações computacionais de impacto gigante e de mistura no manto, argumentando que esse cenário reproduziria tanto a densidade extra (composicional) quanto, indiretamente, algumas assinaturas geoquímicas peculiares encontradas em certas lavas vulcânicas antigas — como razões isotópicas de hélio consideradas “primordiais”, preservadas desde os primórdios do planeta.
É uma hipótese elegante porque amarra dois mistérios famosos — a origem da Lua e a origem das LLSVPs — em um único evento. Mas é importante repetir: ela não é, e não se apresenta como, um veredito final. Reportagens da própria imprensa científica internacional que cobriram o estudo, como a da revista Science (publicação da AAAS), destacaram que a proposta, embora bem fundamentada em simulações, ainda precisa ser testada e reconciliada com décadas de trabalho de outros pesquisadores que defendem origens puramente térmicas ou composicionais sem qualquer relação com Theia. Não há, até o momento, uma amostra física do manto profundo que permita testar diretamente essa origem — toda a evidência disponível continua sendo indireta, seja sísmica, seja geoquímica, seja proveniente de modelagem computacional.
Por que a diferença entre as hipóteses importa
Pode parecer um debate acadêmico distante, mas a origem das LLSVPs tem implicações concretas para entender a própria evolução do planeta. Se essas estruturas forem termicamente controladas, elas ajudam a explicar de onde vem a energia que sustenta o vulcanismo de pontos quentes ao redor do globo e como o manto terrestre libera calor interno ao longo de bilhões de anos. Se forem composicionalmente distintas e antigas, elas podem funcionar como reservatórios geoquímicos praticamente intocados desde a formação da Terra — cápsulas do tempo químicas que preservam pistas sobre a composição original do planeta, antes da diferenciação em núcleo, manto e crosta. E se, de fato, tiverem origem no impacto que formou a Lua, elas se tornam também uma testemunha física — ainda que profundamente indireta — do evento mais transformador da história geológica da Terra, aquele que lhe deu seu único satélite natural grande.
Cada uma dessas possibilidades também influencia como os cientistas interpretam outros fenômenos relacionados: a distribuição de vulcões de “ponto quente” pelo globo, certas assinaturas isotópicas raras encontradas em rochas vulcânicas antigas, e até modelos sobre como o manto terrestre se comportou durante seus primeiros bilhões de anos, quando era muito mais quente e possivelmente parcialmente fundido em um “oceano de magma” global.
O estado real da ciência: incerteza produtiva, não confusão
É tentador, ao ler sobre um assunto como esse, buscar “a resposta certa” — qual das três hipóteses está correta. Mas o retrato mais honesto do que a comunidade científica sabe hoje é que a questão segue genuinamente em aberto, e isso não é sinal de fracasso da ciência: é exatamente como a ciência deveria funcionar diante de um objeto de estudo fisicamente inacessível.
Diferentes grupos de pesquisa ao redor do mundo continuam publicando trabalhos que testam previsões de cada hipótese — simulações de convecção do manto que tentam reproduzir a estabilidade das LLSVPs ao longo de centenas de milhões de anos, modelos geoquímicos que tentam explicar assinaturas isotópicas peculiares, e simulações de impacto gigante que tentam prever com mais precisão onde o material de um eventual impactor terminaria depois de bilhões de anos de convecção mantélica. Nenhuma dessas linhas de evidência, isoladamente, é conclusiva; a força do argumento científico está em quantas linhas independentes de evidência — sísmica, geoquímica, de modelagem dinâmica — convergem (ou não) para a mesma explicação.
A hipótese do impacto de Theia, especificamente, ainda enfrenta perguntas centrais sem resposta definitiva: por que o material do impactor teria se organizado em exatamente duas grandes concentrações, e não em uma distribuição mais irregular ou uniforme, ao longo de 4,5 bilhões de anos de convecção mantélica vigorosa? Os modelos computacionais publicados em 2023 oferecem uma explicação plausível — mas plausibilidade em uma simulação não é o mesmo que confirmação observacional independente, algo que os próprios pesquisadores da área reconhecem como o próximo grande desafio.
O que fica
A parte mais notável desta história talvez não seja qual hipótese eventualmente prevalecer, mas o fato de que ela pode, em princípio, ser resolvida — a partir da superfície, sem que ninguém jamais precise perfurar 2.900 km de rocha. É a combinação de redes sísmicas cada vez mais densas, novos algoritmos de inversão tomográfica, geoquímica de isótopos cada vez mais refinada e simulações computacionais cada vez mais realistas de convecção do manto que, ao longo das próximas décadas, deve ir estreitando o espaço entre as hipóteses — ou revelando, como a ciência frequentemente faz, uma quarta possibilidade que ninguém havia considerado.
Por ora, o que existe de sólido, replicado por dezenas de modelos independentes de tomografia sísmica construídos ao longo de mais de quarenta anos, é a própria existência dessas duas estruturas colossais no fundo do manto terrestre. O que ainda não existe é consenso sobre o que elas são. E a hipótese de que possam carregar, em alguma medida, os restos do corpo celeste que ajudou a formar a Lua — por mais fascinante que seja — é, hoje, uma competidora recente e promissora nessa corrida científica, não sua vencedora.
Fontes citadas neste artigo
- Yuan, Q., Ballmer, M. D., et al. “Moon-forming impactor as a source of Earth’s basal mantle anomalies.” Nature, vol. 623, p. 95–99, 1 de novembro de 2023. DOI: 10.1038/s41586-023-06589-1. Disponível em: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06589-1
- Ficha do artigo no PubMed (National Library of Medicine, NIH), PMID 37914947: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37914947/
- Arizona State University (ASU News). “ASU researchers discover Earth’s blobs are remnants of an ancient planetary collision.” 1 de novembro de 2023. Disponível em: https://news.asu.edu/20231101-asu-researchers-discover-earths-blobs-are-remnants-ancient-planetary-collision
- Science (American Association for the Advancement of Science — AAAS). “Remains of impact that created the Moon may lie deep within Earth.” Disponível em: https://www.science.org/content/article/remains-impact-created-moon-may-lie-deep-within-earth
- Sky & Telescope. “Bits of Theia Might Be in Earth’s Mantle.” Disponível em: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/bits-of-theia-might-be-in-earths-mantle/
- Wikipédia (inglês). “Large low-shear-velocity provinces” — verbete de referência geral sobre localização, apelidos informais (“Tuzo” e “Jason”) e histórico de detecção por tomografia sísmica. Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/Large_low-shear-velocity_provinces
- EGU (European Geosciences Union) Blogs — Divisão de Geodinâmica. “LLSVPs: Mysteries in the Deep Mantle.” 7 de setembro de 2022. Disponível em: https://blogs.egu.eu/divisions/gd/2022/09/07/llsvps-mysteries-in-the-deep-mantle/
- IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology) — atualmente parte da EarthScope Consortium. “Seismic Tomography” (fact sheet educacional sobre o método de tomografia sísmica, ondas P e S, e analogia com tomografia computadorizada). Disponível em: https://www.iris.edu/hq/inclass/fact-sheet/seismic_tomography
- IRIS/EarthScope. “Seismic Shadow Zones: S wave shadow zone” — material educacional sobre a descoberta do núcleo líquido via ausência de ondas S. Disponível em: https://www.iris.edu/hq/inclass/animation/seismic_shadow_zones_s_wave_shadow_zone
- Wikipédia (inglês). “Shadow zone.” Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/Shadow_zone
- Cobertura em português consultada para checagem de ângulo editorial e evitar duplicação de enfoque: Olhar Digital, “Terra pode ter resquícios de objeto que teria originado a Lua” (9 de maio de 2024) — https://olhardigital.com.br/2024/05/09/ciencia-e-espaco/terra-pode-ter-resquicios-de-objeto-que-teria-originado-a-lua/ ; Canaltech, “‘Bolhas’ densas no manto terrestre seriam os restos da colisão que formou a Lua” — https://canaltech.com.br/espaco/bolhas-no-manto-terrestre-seriam-os-restos-da-colisao-que-formou-a-lua-181443/ ; Canal Rural, “As duas bolhas colossais de rocha densa nas profundezas da Terra que podem ser os restos do planeta que formou a Lua” (9 de agosto de 2026) — https://www.canalrural.com.br/alem-do-agro/2026/08/09/as-duas-bolhas-colossais-de-rocha-densa-nas-profundezas-da-terra-que-podem-ser-os-restos-do-planeta-que-formou-a-lua/ ; National Geographic Brasil, “Há 4,5 bilhões de anos, outro planeta colidiu com a Terra – e ele pode ter originado a Lua” (novembro de 2023) — https://www.nationalgeographicbrasil.com/ciencia/2023/11/ha-45-bilhoes-de-anos-outro-planeta-colidiu-com-a-terra-e-ele-pode-ter-originado-a-lua