Pesquisadores descobriram uma nova característica química do núcleo da Terra. Com simulações de computador, a equipe identificou que o centro de nosso planeta só poderia ter se cristalizado com presença notável de carbono em sua composição.
Os resultados do estudo indicam que o núcleo terrestre pode ser mais abundante em carbono do que pensávamos. As descobertas foram publicadas na revista científica Nature Communications.
Formação do núcleo da Terra intriga pesquisadores
Por décadas, cientistas têm debatido como o núcleo da Terra se solidificou durante a história geológica. Esse não foi um processo simples, como um congelamento, mas envolveu o fenômeno da cristalização: o ferro fundido precisou ser super-resfriado (submetido a temperaturas abaixo de seu ponto de fusão) antes de realmente congelar.
Estudos anteriores estimavam temperaturas entre 800 e 1000 °C para esse processo. Porém, os autores do novo artigo argumentam que, se essas estimativas estivessem corretas, o núcleo interno teria crescido massivamente e o campo magnético da Terra falharia, o que não aconteceu na história de nosso planeta.
Outros artigos definiram uma temperatura de cerca de 250°C para a cristalização. Foi a partir dessa estimativa que os pesquisadores buscaram um cenário que melhor descrevesse a solidificação do núcleo.
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Simulações mostraram maior presença de carbono no centro da Terra
A equipe utilizou simulação de computador para compreender o processo de cristalização. Os cientistas consideraram a influência de diversos elementos nesse processo, principalmente silício, enxofre, oxigênio e carbono.
Segundo os pesquisadores, esses compostos existem no manto e podem ter se dissolvido no núcleo ao longo da história da Terra. A presença desses elementos é capaz de explicar tanto a solidificação do centro terrestre, quanto justificar sua densidade menor do que o ferro puro, um dado que intriga os geólogos.
As simulações demonstraram que silício e enxofre teriam desacelerado a cristalização. Por outro lado, o carbono teria colaborado para o processo.
Quando rodaram um cenário em que 3,8% da massa do núcleo era de carbono, a temperatura para o super congelamento ficou em 266°C, próxima da estimativa esperada. Essa foi a única composição que pôde explicar a cristalização e o tamanho observado do núcleo interno.
“É emocionante ver como os processos em escala atômica controlam a estrutura e a dinâmica fundamentais do nosso planeta”, comentou Alfred Wilson, líder do estudo e pesquisador na Escola da Terra e Meio Ambiente da Universidade de Leeds, em um comunicado.
Solidificação do núcleo ocorreu graças aos processos químicos corretos
As simulações utilizadas pelo grupo levaram em consideração a escala atômica, com cerca de 100 mil átomos simulados em temperaturas e pressões extremas do núcleo terrestre. Nesse contexto, o grupo monitorou os processos de nucleação: fenômeno em que pequenos aglomerados de átomos, semelhantes a cristais, se formam a partir de um líquido.
A equipe notou que a solidificação do núcleo ocorreu sem “sementes de nucleação”, partículas minúsculas que a ajudam o congelamento. Segundo os autores, essa descoberta é fundamental, pois em simulações anteriores, quando essas sementes eram incluídas, o núcleo acabava derretendo ou se dissolvendo.
Com essas novas informações, a comunidade científica se aproxima de entender a complexa química do núcleo terrestre e os eventos que o moldaram.
“Ao estudar a formação do núcleo interno da Terra, não estamos apenas aprendendo sobre o passado do nosso planeta. Estamos tendo um vislumbre raro da química de uma região que jamais poderíamos alcançar diretamente e aprendendo como ela pode mudar no futuro”, concluiu Wilson.
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