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O núcleo rico em ferro é essencial para o nosso planeta. Ele não só alimenta o campo magnético que protege a atmosfera, superfície e oceanos da radiação solar, como também influencia a tectônica de placas, processo que remodela continuamente os continentes.
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Apesar de sua importância, muitas das propriedades fundamentais do núcleo da Terra são desconhecidas até hoje. Não sabemos exatamente qual é sua temperatura, de que é feito ou quando começou a se solidificar. Mistérios que podem ser revelados a partir de um novo trabalho.
Podemos apenas estimar as propriedades do núcleo da Terra
- Em artigo publicado no The Conversation, Alfred Wilson-Spencer, pesquisador da Universidade de Leeds, na Inglaterra, afirma que núcleo da Terra já foi líquido, mas esfriou e se tornou sólido com o tempo, expandindo-se para fora nesse processo.
- À medida que esfria, ele libera calor para o manto acima, impulsionando as correntes de magma responsáveis pela tectônica de placas.
- Esse mesmo resfriamento também gera o campo magnético da Terra.
- Atualmente, a maior parte da energia do campo vem do esfriamento da parte líquida do núcleo e do crescimento do núcleo interno sólido em seu centro.
- Mas como não podemos acessar o núcleo, temos que estimar suas propriedades para entender como ele está esfriando.
- O especialista explica que uma parte fundamental para compreender o núcleo é saber sua temperatura de fusão.
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Presença de outro elemento pode resolver mistério
Tradicionalmente, existem duas maneiras de descobrir de que o núcleo é feito: meteoritos e sismologia. Ao examinar a química dos meteoritos podemos ter uma ideia do que nosso núcleo pode ser composto. O problema é que isso nos dá apenas uma ideia aproximada. Essa análise revela que o núcleo deve ser feito de ferro e níquel, e talvez silício ou enxofre, mas é difícil saber os detalhes desta composição.
A sismologia, por outro lado, é muito mais específica. Quando as ondas sonoras dos terremotos viajam pelo planeta, elas aceleram e desaceleram dependendo dos materiais pelos quais passam. Comparando o tempo de viagem dessas ondas, do terremoto ao sismômetro, com a velocidade com que as ondas viajam através de minerais e metais identificada em experimentos, podemos ter uma ideia do que compõe o interior da Terra.
Observamos que estes tempos de viagem exigem que o núcleo interno da Terra seja cerca de 10% menos denso do que o ferro puro e que o núcleo externo líquido seja mais denso do que o núcleo interno sólido. Apenas algumas propriedades químicas conhecidas do núcleo podem explicar estas características. Mas mesmo entre uma pequena seleção de possíveis constituintes, as temperaturas potenciais de fusão variam em centenas de graus — deixando-nos sem saber nada sobre as propriedades precisas do núcleo.
Alfred Wilson-Spencer, pesquisador da Universidade de Leeds
Pesquisas que simulam como os átomos em metais líquidos se unem para formar sólidos descobriram que algumas ligas requerem um “super-resfriamento” mais intenso do que outras. Ao explorar todas as temperaturas de fusão possíveis do núcleo, cientistas descobriram que o máximo de super-resfriamento que o núcleo poderia ter sofrido é de cerca de 420°C abaixo da temperatura de fusão. Mas o ferro puro requer um resfriamento de pelo menos 1000°C, o que teria deixado o núcleo sólido. Adicionar silício e enxofre apenas exigiria ainda mais super-resfriamento.
A nova pesquisa, no entanto, explorou o efeito da presença de carbono no núcleo. Se 2,4% da massa do núcleo fosse carbono, seria necessário um super-resfriamento de cerca de 420°C para começar a solidificar o núcleo interno. Esta é a primeira vez que se demonstra que a solidificação do núcleo é possível.
Se o teor de carbono do núcleo fosse de 3,8%, seria necessário apenas um super-resfriamento de 266°C. Isso ainda é muito, mas muito mais plausível. O núcleo não pode ser composto apenas por ferro e carbono, porque as propriedades sísmicas do núcleo requerem pelo menos mais um elemento. A nossa investigação sugere que é mais provável que contenha um pouco de oxigênio e, possivelmente, também silício. Isso representa um passo significativo para entender do que o núcleo é feito, como ele começou a resfriar e como moldou nosso planeta de dentro para fora.
Alfred Wilson-Spencer, pesquisador da Universidade de Leeds
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