Yurii Mongol
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BOSTON - Os vastos oceanos de magma da Terra, agitando-se profundamente sob nossos pés, parecem estar bombeando oxigênio para o núcleo líquido do planeta. E esse oxigênio está moldando terremotos e vulcões em todo o nosso planeta.
Essa é a conclusão de um corpo de pesquisa do físico Dario Alfe da University College London apresentado terça-feira (5 de março) aqui no encontro de março da American Physical Society. Embora seja impossível observar o oxigênio no núcleo da Terra diretamente - milhares de quilômetros de rocha quente impedem essa visão - Alfe e seus colaboradores usaram uma combinação de dados sismológicos, química e conhecimento sobre a história antiga de nosso sistema solar para tirar suas conclusões.
A principal evidência de que algo como o oxigênio está se escondendo no núcleo de ferro? Terremotos. Os estrondos que sentimos na superfície são o resultado de ondas que se movem por todo o nosso planeta. E o comportamento dessas ondas oferece pistas sobre o conteúdo da Terra - quase como um ultrassom de todo o planeta.
Quando as ondas do terremoto ricocheteiam no núcleo e voltam à superfície, seu formato indica que o núcleo externo de ferro líquido é significativamente menos denso do que o núcleo de ferro sólido pressurizado dentro dele. E essa diferença de densidade afeta a forma dos terremotos e o comportamento dos vulcões na superfície. Mas não é assim que o ferro puro deve se comportar, disse Alfe após sua palestra. [Em fotos: oceano escondido sob a superfície da Terra]
"Se o núcleo fosse ferro puro, o contraste de densidade entre o núcleo interno sólido e o líquido [núcleo externo] deveria ser da ordem de 1,5 por cento", disse ele. "Mas a sismologia nos diz que é cerca de 5 por cento."
Em outras palavras, o núcleo externo é menos denso do que deveria ser, sugerindo que há algum elemento diferente de ferro misturado, tornando-o mais leve.
Isso levanta a questão: por que o elemento mais leve seria misturado com o núcleo externo, mas não o núcleo interno sólido?
Quando os átomos estão no estado líquido, eles fluem livremente uns pelos outros, tornando possível a coexistência de uma mistura de diferentes elementos, mesmo no ambiente extremo do interior da Terra, disse Alfe. Mas, à medida que pressões extremas forçam o núcleo interno a um estado sólido, os átomos formam uma rede mais rígida de ligações químicas. E essa estrutura mais rígida não acomoda elementos estranhos tão facilmente. Quando o núcleo sólido se formou, ele cuspiu átomos de oxigênio e outras impurezas em seu ambiente líquido como pasta de dente saindo de um tubo espremido.
"Você vê um efeito semelhante nos icebergs", disse ele.
Quando a água salgada do oceano congela, ela expele suas impurezas. Então, os icebergs acabam como pedaços de água doce sólida flutuando sobre o oceano rico em sódio.
Não há evidência direta de que o elemento mais leve no núcleo do líquido seja o oxigênio, disse Alfe. Mas nosso planeta se formou a partir das nuvens de poeira do início do sistema solar, e sabemos quais elementos estavam presentes lá. [Linha do tempo da foto: como a Terra se formou]
A equipe de pesquisa descartou outros elementos, como o silício, que teoricamente podem estar presentes no núcleo com base na composição dessa nuvem, mas não explica o efeito observado. O oxigênio foi deixado como o candidato mais provável, disse ele.
Além disso, os níveis de oxigênio teoricamente presentes no núcleo parecem mais baixos do que o que a química poderia prever com base no conteúdo de oxigênio do manto. Isso sugere que mais oxigênio provavelmente está sendo bombeado quimicamente para o núcleo externo ainda hoje a partir do manto mais rico em oxigênio que o cerca.
Questionado sobre a aparência do oxigênio no núcleo, Alfe disse para não imaginar bolhas ou mesmo a ferrugem que se forma quando o ferro se liga diretamente ao oxigênio. Em vez disso, nessas temperaturas e pressões, os átomos de oxigênio flutuariam livremente entre os átomos de ferro, criando aglomerados flutuantes de ferro líquido.
"Se você pegar uma parcela de líquido que tem 90 átomos de ferro e 10 átomos de oxigênio, essa parcela será menos densa do que uma parcela de ferro puro" e, portanto, irá flutuar, disse Alfe.
Para ajudar a confirmar esses resultados, Alfe disse estar ansioso pelos resultados dos esforços para medir os neutrinos formados em nosso planeta e irradiando para a superfície. Embora os "geoneutrinos" sejam muito raros, disse ele, eles podem oferecer muitas informações sobre o que especificamente está acontecendo no planeta quando eles aparecem.
Mas sem nenhuma maneira de acessar diretamente o núcleo, os físicos sempre estarão presos fazendo seus melhores julgamentos possíveis sobre sua composição a partir de dados secundários limitados.
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Originalmente publicado em.