Ao ouvir o eco dos terremotos dentro do nosso planeta, podemos adivinhar o que há dentro da Terra sem cortá-lo. Infelizmente, as ondas sísmicas geralmente têm inconsistências que os cientistas ainda não entenderam completamente.
Uma fonte de variabilidade ocorre em bolsões de material de baixa densidade a cerca de 3.000 quilômetros (pouco menos de 1.900 milhas) abaixo da superfície, entre o núcleo externo da liga de ferro líquido e o manto.
Um novo estudo propõe que uma ‘neve’ rica em silício que se eleva do núcleo externo pode ajudar a explicar algumas das anomalias nas observações. Como o silício tornaria as partículas mais leves que o ferro líquido circundante, o material poderia fluir em direção ao manto e se acumular em correntes que causam distorções das ondas sonoras de maneiras imprevisíveis.
“Se o silício e o hidrogênio são os dois principais elementos leves no núcleo mais externo com abundâncias apropriadas, pode ocorrer uma tal neve rica em silício”, diz o geocientista Suyu Fu, da Universidade de Tóquio, no Japão.
Para testar isso, a equipe recriou as condições dentro do núcleo externo da Terra em laboratório. Uma liga de ferro-silício foi carregada dentro de um gás hidrogênio-argônio antes de ser ultracomprimida dentro de uma célula de bigorna de diamante.
Esses dispositivos são frequentemente usados por geólogos para atingir níveis de compressão comparáveis aos de planetas como o nosso. As amostras são comprimidas por meio de força mecânica entre dois diamantes (daí o nome) e estudadas para alterações.
Neste caso, a amostra foi aquecida com lasers e monitorada por raios-X. Os cientistas conseguiram superar um problema com experimentos anteriores, onde altas temperaturas fariam com que o hidrogênio contendo a liga de ferro se difundisse no diamante.
“Nossa equipe desenvolveu um novo método onde o hidrogênio é misturado com argônio em células de bigorna de diamante”, diz o geocientista Sang-Heon Dan Shim, da Arizona State University.
“O argônio não reage com a amostra, mas suprime a difusão de hidrogênio nas bigornas de diamante, permitindo-nos alcançar as condições extremas no laboratório.”
Sob essas condições de pressão e temperatura semelhantes às do núcleo externo da Terra, os pesquisadores descobriram que a “neve” rica em silício pode se formar e subir através do ferro líquido mais denso para se acumular na borda do manto e no núcleo externo, possivelmente causando alguns dos anomalias notadas pelos cientistas enquanto examinam as partes mais profundas do planeta.
Embora você possa pensar que nada disso importa muito para nós na superfície da Terra, o movimento do núcleo externo impulsiona o campo magnético do nosso planeta, que por sua vez nos protege contra os efeitos desgastantes do espaço sideral e do clima solar.
Obter uma melhor compreensão do que está no núcleo externo, como ele se move e como isso pode afetar sua interação com o manto é crucial para prever como o campo magnético da Terra pode continuar a operar no futuro.
“A cristalização da liga rica em silício foi encontrada durante nossos experimentos em dias de inverno com neve em Chicago durante a pandemia”, diz Shim.
“É interessante que esse comportamento de cristalização possa levar ao aumento da neve rica em silício no núcleo externo”.
Publicado em 26/02/2023 10h05
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