E Prime Enigma resolvido: como os cientistas desvendaram os segredos das águas profundas da Terra

Ilustração de cristais de sílica saindo do metal líquido do núcleo externo da Terra devido a uma reação química induzida pela água. Crédito: Dan Shim/ASU

doi.org/10.1038/s41561-023-01324-x
Credibilidade: 999
#Manto 

Um estudo inovador revela que a água superficial da Terra atinge o núcleo, alterando a sua composição e sugerindo uma interação núcleo-manto mais dinâmica e um ciclo global complexo da água.

Há algumas décadas, sismólogos que estudam as profundezas do planeta identificaram uma camada fina, com pouco mais de algumas centenas de quilómetros de espessura. A origem desta camada, conhecida como camada E prime, tem sido um mistério – até agora.

Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo os cientistas da Universidade Estadual do Arizona, Dan Shim, Taehyun Kim e Joseph O’Rourke, da Escola de Exploração da Terra e do Espaço, revelou que a água da superfície da Terra pode penetrar profundamente no planeta, alterando a composição de a região mais externa do núcleo líquido metálico e criando uma camada fina e distinta.

A pesquisa foi publicada em 13 de novembro na revista Nature Geoscience.

O Processo de Transporte em Águas Profundas

A pesquisa indica que ao longo de bilhões de anos, a água superficial foi transportada para as profundezas da Terra por placas tectônicas descendentes ou subduzidas. Ao atingir o limite núcleo-manto, cerca de 2.900 quilómetros abaixo da superfície, esta água desencadeia uma profunda interação química, alterando a estrutura do núcleo.

Ilustração do interior da Terra revelando água em subducção e uma pluma ascendente de magma. Na interface onde a água em subducção encontra o núcleo, ocorre uma troca química para formar uma camada rica em hidrogênio no núcleo externo superior e sílica densa na parte inferior do manto. Crédito: Universidade Yonsei

Interações Químicas na Fronteira Núcleo-Manto

Juntamente com Yong Jae Lee, da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, Shim e a sua equipe demonstraram, através de experiências de alta pressão, que a água subduzida reage quimicamente com os materiais do núcleo. Esta reação forma uma camada rica em hidrogênio e pobre em silício, alterando a região superior do núcleo externo em uma estrutura semelhante a um filme. Além disso, a reação gera cristais de sílica que sobem e se integram ao manto. Prevê-se que esta camada metálica líquida modificada seja menos densa, com velocidades sísmicas reduzidas, em alinhamento com características anômalas mapeadas por sismólogos.

Interação Núcleo-Manto e Implicações Globais

“Durante anos, acreditou-se que a troca de material entre o núcleo e o manto da Terra era pequena. No entanto, as nossas recentes experiências com alta pressão revelam uma história diferente. Descobrimos que quando a água atinge o limite núcleo-manto, ela reage com o silício no núcleo, formando sílica”, disse Shim. “Esta descoberta, juntamente com a nossa observação anterior de diamantes formados a partir da reação da água com o carbono no ferro líquido sob extrema pressão, aponta para uma interação núcleo-manto muito mais dinâmica, sugerindo uma troca substancial de material.”

Esta descoberta faz avançar a nossa compreensão dos processos internos da Terra, sugerindo um ciclo global da água mais extenso do que o anteriormente reconhecido. A “película” alterada do núcleo tem implicações profundas para os ciclos geoquímicos que conectam o ciclo das águas superficiais com o núcleo metálico profundo.

Publicado em 03/12/2023 00h57

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