MADRID 4 set. (EUROPA PRESS) -
Cientistas identificaram uma nova restrição na química do núcleo da Terra ao demonstrar como ele poderia ter se cristalizado há milhões de anos. O estudo foi publicado na Nature Communications.
Os pesquisadores - das universidades de Leeds, Oxford e University College London - demonstraram que o núcleo teria que ser composto de 3,8% de carbono para que começasse a se cristalizar.
Esse resultado indica que o carbono pode ser mais abundante no núcleo da Terra do que se pensava anteriormente e que ele pode ter desempenhado um papel fundamental em seu congelamento, oferecendo uma rara visão dos processos que ocorrem no coração do nosso planeta.
O núcleo interno da Terra, a massa sólida rica em ferro no centro do nosso planeta, cresce lentamente à medida que o núcleo externo derretido ao redor esfria e congela. No entanto, esse processo tem sido motivo de debate entre os cientistas há décadas.
A formação do núcleo interno não determina simplesmente quando ele esfriou até seu ponto de congelamento, mas envolve o processo de cristalização, que depende de sua composição química exata. Assim como as gotículas de água nas nuvens, que podem esfriar a -30 °C antes de formar granizo, o ferro derretido precisa super-resfriar (abaixo de seu ponto de fusão) antes de congelar.
Cálculos anteriores sugeriram que seriam necessários 800 a 1000 °C de super-resfriamento para iniciar o congelamento do núcleo se ele fosse composto de ferro puro.
No entanto, se o núcleo fosse super-resfriado a esse nível, os pesquisadores demonstraram que o núcleo interno cresceria enormemente e o campo magnético da Terra falharia. Entretanto, nenhum desses resultados ocorreu ao longo da história do nosso planeta. Em vez disso, os cientistas acreditam que, no passado, o núcleo pode ter se resfriado a não mais do que 250 °C abaixo de seu ponto de fusão.
SIMULAÇÕES DE COMPUTADOR
Essa nova pesquisa teve como objetivo entender como o núcleo interno existe da forma como é observado hoje, com um super-resfriamento tão limitado no passado. Sem acesso direto ao interior profundo da Terra, a equipe de pesquisa teve que confiar em simulações computadorizadas do processo de congelamento.
Eles analisaram a presença de outros elementos, especificamente silício, enxofre, oxigênio e carbono, e como eles poderiam afetar o processo de congelamento.
"Cada um desses elementos existe no manto sobrejacente e, portanto, poderia ter se dissolvido no núcleo durante a história da Terra", explicou em um comunicado o professor associado coautor Andrew Walker (Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Oxford).
"Consequentemente, isso poderia explicar por que temos um núcleo interno sólido com relativamente pouco super-resfriamento nessa profundidade. A presença de um ou mais desses elementos também poderia explicar por que o núcleo é menos denso do que o ferro puro, uma observação importante da sismologia."
Usando simulações de computador em escala atômica de cerca de 100.000 átomos em temperaturas e pressões de super-resfriamento equivalentes às do núcleo interno, a equipe de pesquisa rastreou a frequência com que pequenos aglomerados de átomos semelhantes a cristais se formavam a partir de um líquido. Esses eventos de "nucleação" são os primeiros passos para o congelamento.
O que eles descobriram foi surpreendente: o silício e o enxofre, elementos que geralmente se supõe estarem presentes no núcleo, na verdade retardam o processo de congelamento. Em outras palavras, seria necessário mais super-resfriamento para começar a formar o núcleo interno se esses elementos fossem abundantes nessa parte da Terra.
Por outro lado, eles descobriram que o carbono contribuiu para um congelamento mais rápido na simulação.
No estudo, os pesquisadores testaram quanto super-resfriamento seria necessário para congelar o núcleo interno se 2,4% de sua massa fosse composta de carbono. O resultado: aproximadamente 420 °C, ainda muito alto, mas o mais próximo da viabilidade até o momento.
Porém, ao extrapolar os resultados para um caso em que 3,8% da massa do núcleo fosse de carbono, o super-resfriamento necessário foi reduzido para 266 °C. Essa é a única composição conhecida que poderia explicar tanto a nucleação quanto o tamanho observado do núcleo interno.
CARBONO ABUNDANTE
Esse resultado indica que o carbono pode ser mais abundante no núcleo da Terra do que se pensava anteriormente e que, sem esse elemento, a formação de um núcleo interno sólido poderia nunca ter ocorrido.
Os experimentos também mostram que o congelamento do núcleo interno foi possível com a química certa e, ao contrário da água quando forma granizo, ocorreu sem "germes de nucleação", partículas minúsculas que contribuem para o início do congelamento. Isso é fundamental, pois, em simulações anteriores, todos os candidatos a germes de nucleação no núcleo derreteram ou se dissolveram.
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