Muito do que está sob nossos pés permanece um mistério. Crédito da imagem: NASA
O núcleo do nosso planeta está crescendo mais de um lado do que do outro - então por que não está tombando?
Mais de 5.000 quilômetros abaixo de nós, o núcleo interno de metal sólido da Terra não foi descoberto até 1936. Quase um século depois, ainda estamos lutando para responder a perguntas básicas sobre quando e como se formou pela primeira vez.
Esses não são quebra-cabeças fáceis de resolver. Não podemos amostrar diretamente o núcleo interno, então a chave para desvendar seus mistérios está na colaboração entre sismólogos, que indiretamente o amostram com ondas sísmicas, geodinamicistas, que criam modelos de sua dinâmica, e físicos minerais, que estudam o comportamento do ferro ligas em altas pressões e temperaturas.
Combinando essas disciplinas, os cientistas deram uma pista importante sobre o que está acontecendo a quilômetros abaixo de nossos pés. Em um novo estudo, eles revelam como o núcleo interno da Terra está crescendo mais rápido de um lado do que do outro, o que pode ajudar a explicar a idade do núcleo interno e a história intrigante do campo magnético da Terra.
Terra Primitiva
Conforme a Terra esfriou com o tempo, a temperatura no centro do planeta acabou caindo abaixo do ponto de fusão do ferro em pressões extremas, e o núcleo interno começou a se cristalizar. Hoje, o núcleo interno continua a crescer cerca de 1 mm de raio a cada ano, o que equivale à solidificação de 8.000 toneladas de ferro fundido a cada segundo. Em bilhões de anos, esse resfriamento acabará fazendo com que todo o núcleo se torne sólido, deixando a Terra sem seu campo magnético protetor.
Questão central
Pode-se supor que essa solidificação crie uma esfera sólida homogênea, mas este não é o caso. Na década de 1990, os cientistas perceberam que a velocidade das ondas sísmicas que viajam pelo núcleo interno variava de forma inesperada. Isso sugeria que algo assimétrico estava acontecendo no núcleo interno.
Especificamente, as metades leste e oeste do núcleo interno mostraram diferentes variações de velocidade de onda sísmica. A parte oriental do núcleo interno está abaixo da Ásia, o Oceano Índico e o Oceano Pacífico ocidental, e o oeste encontra-se sob as Américas, o Oceano Atlântico e o Pacífico oriental.
O novo estudo investigou esse mistério, usando novas observações sísmicas combinadas com modelagem geodinâmica e estimativas de como ligas de ferro se comportam em alta pressão. Eles descobriram que o núcleo interno oriental localizado abaixo do Mar de Banda da Indonésia está crescendo mais rápido do que o lado ocidental abaixo do Brasil.
O núcleo do nosso planeta está crescendo mais de um lado do que do outro - então por que não está tombando?
Mais de 5.000 quilômetros abaixo de nós, o núcleo interno de metal sólido da Terra não foi descoberto até 1936. Quase um século depois, ainda estamos lutando para responder a perguntas básicas sobre quando e como se formou pela primeira vez.
Esses não são quebra-cabeças fáceis de resolver. Não podemos amostrar diretamente o núcleo interno, então a chave para desvendar seus mistérios está na colaboração entre sismólogos, que indiretamente o amostram com ondas sísmicas, geodinamicistas, que criam modelos de sua dinâmica, e físicos minerais, que estudam o comportamento do ferro ligas em altas pressões e temperaturas.
Combinando essas disciplinas, os cientistas deram uma pista importante sobre o que está acontecendo a quilômetros abaixo de nossos pés. Em um novo estudo, eles revelam como o núcleo interno da Terra está crescendo mais rápido de um lado do que do outro, o que pode ajudar a explicar a idade do núcleo interno e a história intrigante do campo magnético da Terra.
Terra Primitiva
Conforme a Terra esfriou com o tempo, a temperatura no centro do planeta acabou caindo abaixo do ponto de fusão do ferro em pressões extremas, e o núcleo interno começou a se cristalizar. Hoje, o núcleo interno continua a crescer cerca de 1 mm de raio a cada ano, o que equivale à solidificação de 8.000 toneladas de ferro fundido a cada segundo. Em bilhões de anos, esse resfriamento acabará fazendo com que todo o núcleo se torne sólido, deixando a Terra sem seu campo magnético protetor.
Questão central
Pode-se supor que essa solidificação crie uma esfera sólida homogênea, mas este não é o caso. Na década de 1990, os cientistas perceberam que a velocidade das ondas sísmicas que viajam pelo núcleo interno variava de forma inesperada. Isso sugeria que algo assimétrico estava acontecendo no núcleo interno.
Especificamente, as metades leste e oeste do núcleo interno mostraram diferentes variações de velocidade de onda sísmica. A parte oriental do núcleo interno está abaixo da Ásia, o Oceano Índico e o Oceano Pacífico ocidental, e o oeste encontra-se sob as Américas, o Oceano Atlântico e o Pacífico oriental.
O novo estudo investigou esse mistério, usando novas observações sísmicas combinadas com modelagem geodinâmica e estimativas de como ligas de ferro se comportam em alta pressão. Eles descobriram que o núcleo interno oriental localizado abaixo do Mar de Banda da Indonésia está crescendo mais rápido do que o lado ocidental abaixo do Brasil.
Você pode pensar nesse crescimento desigual como tentar fazer sorvete em um freezer que só funciona em um lado: cristais de gelo se formam apenas no lado do sorvete onde o resfriamento é eficaz. Na Terra, o crescimento desigual é causado pelo resto do planeta sugando calor mais rapidamente de algumas partes do núcleo interno do que de outras.
Mas, ao contrário do sorvete, o núcleo interno sólido está sujeito a forças gravitacionais que distribuem o novo crescimento uniformemente por meio de um processo de fluxo interno gradual, que mantém a forma esférica do núcleo interno. Isso significa que a Terra não corre o risco de tombar, embora esse crescimento desigual seja registrado nas velocidades das ondas sísmicas no núcleo interno do nosso planeta.
Datando o núcleo
Então, essa abordagem nos ajuda a entender quantos anos o núcleo interno pode ter? Quando os pesquisadores compararam suas observações sísmicas com seus modelos de fluxo, eles descobriram que é provável que o núcleo interno - no centro de todo o núcleo que se formou muito antes - tenha entre 500 milhões e 1.500 milhões de anos.
O estudo relata que a extremidade mais jovem dessa faixa de idade é a melhor correspondência, embora a extremidade mais velha corresponda a uma estimativa feita medindo as mudanças na força do campo magnético da Terra. Qualquer que seja o número que esteja correto, é claro que o núcleo interno é relativamente jovem, algo entre um nono e um terço da idade da própria Terra.
Este novo trabalho apresenta um novo modelo poderoso do núcleo interno. No entanto, uma série de suposições físicas que os autores fizeram teriam de ser verdadeiras para que isso fosse correto. Por exemplo, o modelo só funciona se o núcleo interno consiste em uma fase cristalina específica de ferro, sobre a qual há alguma incerteza.
E nosso núcleo interno irregular torna a Terra incomum? Acontece que muitos corpos planetários têm duas metades que são de alguma forma diferentes uma da outra. Em Marte, a superfície da metade norte é mais baixa, enquanto a metade sul é mais montanhosa. A crosta do lado próximo da Lua é quimicamente diferente da crosta do lado oposto. Em Mercúrio e Júpiter, não é a superfície que é irregular, mas o campo magnético, que não forma uma imagem espelhada entre o norte e o sul.
Portanto, embora as causas de todas essas assimetrias variem, a Terra parece estar em boa companhia como um planeta ligeiramente assimétrico em um sistema solar de corpos celestes desequilibrados.
Mas, ao contrário do sorvete, o núcleo interno sólido está sujeito a forças gravitacionais que distribuem o novo crescimento uniformemente por meio de um processo de fluxo interno gradual, que mantém a forma esférica do núcleo interno. Isso significa que a Terra não corre o risco de tombar, embora esse crescimento desigual seja registrado nas velocidades das ondas sísmicas no núcleo interno do nosso planeta.
Datando o núcleo
Então, essa abordagem nos ajuda a entender quantos anos o núcleo interno pode ter? Quando os pesquisadores compararam suas observações sísmicas com seus modelos de fluxo, eles descobriram que é provável que o núcleo interno - no centro de todo o núcleo que se formou muito antes - tenha entre 500 milhões e 1.500 milhões de anos.
O estudo relata que a extremidade mais jovem dessa faixa de idade é a melhor correspondência, embora a extremidade mais velha corresponda a uma estimativa feita medindo as mudanças na força do campo magnético da Terra. Qualquer que seja o número que esteja correto, é claro que o núcleo interno é relativamente jovem, algo entre um nono e um terço da idade da própria Terra.
Este novo trabalho apresenta um novo modelo poderoso do núcleo interno. No entanto, uma série de suposições físicas que os autores fizeram teriam de ser verdadeiras para que isso fosse correto. Por exemplo, o modelo só funciona se o núcleo interno consiste em uma fase cristalina específica de ferro, sobre a qual há alguma incerteza.
E nosso núcleo interno irregular torna a Terra incomum? Acontece que muitos corpos planetários têm duas metades que são de alguma forma diferentes uma da outra. Em Marte, a superfície da metade norte é mais baixa, enquanto a metade sul é mais montanhosa. A crosta do lado próximo da Lua é quimicamente diferente da crosta do lado oposto. Em Mercúrio e Júpiter, não é a superfície que é irregular, mas o campo magnético, que não forma uma imagem espelhada entre o norte e o sul.
Portanto, embora as causas de todas essas assimetrias variem, a Terra parece estar em boa companhia como um planeta ligeiramente assimétrico em um sistema solar de corpos celestes desequilibrados.
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