A solidificação do núcleo interno pode ter fortalecido o campo magnético da Terra.
O sólido núcleo interno da Terra tem apenas um bilhão de anos, novas pesquisas descobriram.
A Terra moderna é como um bolo de camadas, com uma crosta externa sólida, um manto quente e viscoso, um núcleo externo líquido e um núcleo interno sólido. Esse núcleo interno sólido está crescendo lentamente à medida que o ferro líquido no núcleo esfria e cristaliza. Esse processo ajuda a alimentar o movimento de agitação do núcleo externo do líquido, que por sua vez cria o campo magnético que envolve a Terra e ajuda a proteger o planeta da radiação cósmica prejudicial.
Em outras palavras, o núcleo interno é muito importante.
Mas não se sabe muito sobre a história desta bola de ferro de 1.500 milhas (2.442 quilômetros). As estimativas de sua idade variam de meio bilhão de anos a mais de 4 bilhões de anos, quase tão velha quanto a própria Terra de 4,5 bilhões de anos. Agora, os pesquisadores espremeram um minúsculo pedaço de ferro entre dois diamantes e explodiram com lasers para chegar a uma nova estimativa de 1 bilhão a 1,3 bilhão de anos – um intervalo de datas que coincide com um fortalecimento mensurável do campo magnético da Terra que aconteceu ao redor o mesmo tempo.
“A Terra é única em nosso sistema solar por ter um campo magnético e por ser habitável”, disse ao Live Science o autor do estudo Jung-Fu Lin, geocientista da Universidade do Texas em Austin. “Eventualmente, nossos resultados poderiam ser usados para pensar sobre por que outros planetas em nosso sistema solar não têm campos magnéticos.”
O geodinamo
O campo magnético da Terra é alimentado pelo que os cientistas chamam de “geodinamo”. Esse é o movimento do núcleo externo rico em ferro, que transforma o planeta em um ímã gigante, embora um tanto confuso. O geodinamo é responsável pelo Pólo Norte e Pólo Sul da Terra e pelo escudo invisível de magnetismo que desvia e prende partículas carregadas que fluem do sol. Caso contrário, essas partículas retirariam lentamente a atmosfera da Terra.
Parte do movimento do núcleo interno é alimentado por calor, conhecido como sua fonte de energia térmica. À medida que o núcleo da Terra esfria gradualmente, ele se cristaliza de dentro para fora. Este processo de cristalização libera energia que pode impulsionar ainda mais o movimento do núcleo externo ainda líquido. Esta liberação de energia da cristalização é chamada de fonte de energia composicional do geodinamo, disse Lin.
Lin e sua equipe queriam usar evidências experimentais para determinar a energia de cada uma dessas fontes. Saber a quantidade de energia permitiria a eles estimar a idade do núcleo interno.
Para fazer isso, os pesquisadores recriaram as condições do núcleo em uma escala minúscula. Eles aqueceram um pedaço de ferro de apenas 6 mícrons de espessura (quase o mesmo que o comprimento de um glóbulo vermelho) a temperaturas de até 4.940 graus Fahrenheit (2.727 graus Celsius) e espremeram a amostra entre dois diamantes para corresponder às pressões extremas em Núcleo da Terra. Eles então mediram a condutividade do ferro sob essas condições.
Um núcleo jovem
Essa medição de condutividade permitiu aos pesquisadores calcular o resfriamento térmico do núcleo que está disponível para alimentar o geodinamo. Eles descobriram que o geodinamo atraiu cerca de 10 terawatts de energia do núcleo de resfriamento – pouco mais de um quinto da quantidade de calor que a Terra dissipa no espaço de sua superfície (46 terawatts, Live Science relatado anteriormente).
Depois de calcular a quantidade de energia perdida, os pesquisadores puderam calcular a idade do núcleo interno da Terra, disse Lin. Saber a taxa de perda de energia permitiu aos pesquisadores calcular quanto tempo levaria para obter uma massa sólida do tamanho do núcleo de hoje a partir de uma bolha de ferro fundido.
O resultado de 1 bilhão a 1,3 bilhão de anos sugere que o núcleo da Terra é “na verdade relativamente jovem”, disse Lin.
Essa estimativa não é tão jovem quanto algumas estimativas, como uma publicada em 2016 na revista Nature que usava métodos semelhantes, mas descobriu que o núcleo tinha apenas 700 milhões de anos. Lin disse que o novo experimento usou formas mais confiáveis de lidar com as pressões e temperaturas geradas no núcleo, tornando essa estimativa mais recente improvável.
Antigas rochas magnéticas revelaram que o campo magnético se fortaleceu repentinamente entre 1 bilhão e 1,5 bilhão de anos atrás, descobriu um estudo de 2015 na revista Nature. A nova era se alinha muito bem com essa evidência, já que a cristalização do núcleo interno teria fornecido um “impulso” ao campo magnético, disse Lin.
Ainda há dúvidas sobre a forma como o calor se move no núcleo, disse Lin. Ao contrário da amostra que testaram, o núcleo não é apenas ferro – ele também contém elementos mais leves como carbono, hidrogênio, oxigênio, silício e enxofre. Mas as proporções desses elementos leves são desconhecidas, tornando difícil saber como eles mudam a condutividade do núcleo interno. É nisso que Lin e sua equipe estão trabalhando agora.
“Estamos tentando entender como a existência desses elementos leves realmente afetaria as propriedades de transporte térmico do ferro em condições de alta pressão e alta temperatura”, disse Lin.
Publicado em 29/08/2020 15h45
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