O mistério do chumbo desaparecido da Terra pode estar prestes a ser resolvido.

O chumbo está no centro de um dos mistérios mais estranhos da Terra: uma grande parte simplesmente não aparece. Não é apenas chumbo “fora do sítio”; é chumbo em falta de um modo que intriga os cientistas há décadas.

Mais do que um metal pesado, o chumbo funciona como um relógio geológico do planeta. Ao analisar diferentes formas de chumbo, os investigadores conseguem estimar a idade das rochas e reconstruir a forma como a Terra se formou há milhares de milhões de anos.

Estas pistas ajudam a montar a narrativa do planeta desde os seus primórdios. Porém, quando se comparam rochas terrestres com meteoritos antigos, os números deixam de bater certo.

Nas rochas à superfície há chumbo “jovem” a mais e falta chumbo do tipo original que, em teoria, deveria existir desde o início.

O resultado é absurdo: as medições fazem a Terra parecer mais nova do que realmente é. Então, para onde foi o chumbo em falta?

A explicação poderá estar muito abaixo da superfície, num local onde nenhum ser humano alguma vez chegou.

Como o chumbo se comporta sob pressão

Investigadores da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Singapura (NTU Singapura), através da Escola Asiática do Ambiente (ASE), começaram a apontar para uma hipótese alternativa.

De acordo com o estudo, afinal a Terra não “perdeu” chumbo. Escondeu-o, mantendo-o preso nas profundezas.

A equipa, liderada pelo professor Simon Redfern e pela Dra. Liu Siyu, analisou o comportamento do chumbo sob pressões extremas - condições esmagadoras semelhantes às do manto terrestre, a espessa camada entre a crusta e o núcleo.

Em vez de se afundar para o núcleo, como muitos defendiam, o chumbo poderá ter-se ligado ao enxofre e ter-se depositado no manto numa fase muito precoce da história da Terra. Aí, poderá ter permanecido retido durante milhares de milhões de anos.

Porque é que o chumbo é tão importante

O chumbo existe em várias formas, chamadas isótopos. Três desses isótopos vão-se formando com o tempo através de decaimento radioativo: o urânio e o tório degradam-se lentamente e transformam-se em chumbo, funcionando como um “relógio” natural.

O quarto tipo, o chumbo-204, é diferente. Está presente desde a formação inicial da Terra e não resulta de decaimento. Por isso, é um marcador crucial de material muito antigo.

Ao comparar estas formas, os cientistas estimam a idade das rochas. Uma rocha com mais chumbo produzido por decaimento aparenta ser mais jovem; uma rocha com mais chumbo original tende a ser mais antiga.

O problema é que as rochas à superfície da Terra não mostram chumbo original suficiente. Ele parece estar em falta - e essa discrepância tem sido difícil de justificar.

Preso em minerais que não conseguimos observar

A equipa concentrou-se no sulfureto de chumbo, um composto que se forma quando o chumbo se liga ao enxofre. Como o chumbo tem tendência natural para se associar ao enxofre, esta possibilidade tornou-se um forte candidato.

Com simulações avançadas em computador, os especialistas concluíram que o sulfureto de chumbo se torna extremamente estável sob elevada pressão. Pode manter-se sólido mesmo a temperaturas na ordem dos 4 830 °C, mais quentes do que as condições em grande parte do manto.

Isto significa que o chumbo antigo poderá ter ficado aprisionado, em forma sólida, nas profundezas - isolado dos processos que moldam as rochas à superfície. Assim, percebe-se porque não aparece onde os cientistas esperavam encontrá-lo.

Novos minerais de chumbo no manto

As simulações também apontaram para algo adicional: a equipa prevê dois novos tipos de compostos chumbo–enxofre, PbS₂ e PbS₃.

É provável que estes minerais se formem em zonas do manto ricas em enxofre. Um deles mantém-se sólido em condições típicas do manto superior. O outro tem maior facilidade em fundir.

Quando o composto mais “macio” derrete, pode deslocar-se para cima. E, durante essa subida, poderá transportar pequenas quantidades de chumbo antigo. Isso ajuda a explicar porque, por vezes, surge chumbo muito velho em rochas vulcânicas.

Não é que o chumbo tenha desaparecido. Apenas escapa lentamente, ao longo do tempo.

Uma viagem virtual ao interior da Terra (manto e chumbo)

Como ninguém consegue descer vários milhares de quilómetros abaixo da superfície para confirmar isto diretamente, os investigadores recorreram a modelos computacionais de alta potência.

Usaram programas capazes de prever como os átomos se organizam sob condições extremas. Ao introduzir as temperaturas e pressões adequadas, recriaram o ambiente do interior profundo da Terra.

Os resultados indicaram que estes minerais de chumbo e enxofre têm estabilidade suficiente para sobreviver durante milhares de milhões de anos. Suportam calor e pressão, permanecendo retidos.

Isto reforça a ideia de que o chumbo em falta pode ter estado, desde sempre, “guardado” no manto.

Implicações para a Terra e para outros planetas

Esta descoberta altera a forma como se pensa a química do planeta. Sugere que o enxofre desempenha um papel maior do que se supunha no armazenamento de metais nas profundezas.

Também esclarece padrões estranhos observados em rochas vulcânicas: esses vestígios de chumbo antigo passam a ter uma origem plausível.

Para lá da Terra, o trabalho abre novas pistas para compreender outros planetas rochosos. Se o enxofre consegue aprisionar metais como o chumbo aqui, poderá fazer o mesmo em planetas como Marte.

Isso pode influenciar a forma como os cientistas estudam a formação planetária em todo o Sistema Solar.

O próximo passo: testar em laboratório

O trabalho ainda não terminou. A equipa tenciona reproduzir condições semelhantes às do manto em laboratório para validar as previsões.

Para isso, os investigadores vão utilizar equipamento de alta pressão, verificando se estes minerais se formam tal como os modelos indicam.

Vão ainda analisar amostras de rochas trazidas à superfície por atividade vulcânica, à procura de sinais reais destes compostos ocultos.

O mistério do chumbo em falta poderá estar finalmente perto de ser esclarecido. E, como tantas vezes acontece na ciência, resolver um enigma já está a apontar para outros que aguardam por baixo da superfície.

O estudo completo foi publicado na revista Comunicações da Natureza.