O que contém o núcleo da Terra?

(Jornal Dan Tri) - O núcleo sólido da Terra não é composto apenas de ferro, mas também contém carbono, oxigênio e silício. Essa descoberta abre caminho para a solução de mistérios seculares sobre como o núcleo se forma e mantém seu campo magnético, que protege a vida.

O núcleo da Terra não pode ser composto apenas de ferro; aparentemente, ele também contém carbono. Novas pesquisas descobriram que ele também contém oxigênio e silício (foto: Getty Images).

O núcleo rico em ferro no centro da Terra desempenha um papel crucial na evolução do planeta. Ele não só alimenta o campo magnético — um escudo que protege a atmosfera e os oceanos da radiação solar — como também impulsiona a tectônica de placas, remodelando constantemente os continentes.

Apesar de sua importância, muitas propriedades fundamentais do núcleo permanecem um mistério: qual é a sua temperatura real, do que é feito e quando começa a congelar? Uma descoberta recente aproximou os cientistas da resposta a todas essas três perguntas.

Estima-se que o núcleo interno tenha uma temperatura em torno de 5.000 Kelvin (4.727 °C). Inicialmente em estado líquido, o núcleo esfria gradualmente ao longo do tempo, cristalizando-se em um componente sólido e expandindo-se para fora. Essa liberação de calor cria fluxos de placas tectônicas.

O resfriamento também é a fonte do campo magnético da Terra. Grande parte da energia magnética atual é sustentada pelo congelamento do núcleo externo líquido, que alimenta o núcleo sólido em seu centro.

No entanto, como o acesso direto é impossível, os cientistas são obrigados a recorrer a estimativas para compreender os mecanismos de resfriamento e as propriedades do núcleo. Para esclarecer isso, o fator mais importante é determinar seu ponto de fusão.

Graças à sismologia – a ciência que estuda as ondas sísmicas – sabemos exatamente onde se encontra a fronteira entre os núcleos sólido e líquido. A temperatura nessa fronteira é também o ponto de fusão, o ponto de partida para o congelamento.

Portanto, se o ponto de fusão pudesse ser determinado com precisão, os humanos obteriam uma melhor compreensão da verdadeira temperatura do núcleo e de sua composição química interna.

Química Misteriosa

Existem duas abordagens principais para compreender a composição do núcleo da Terra: o estudo de meteoritos e a análise de dados sísmicos.

Os meteoritos são considerados "remanescentes" de planetas que ainda não se formaram ou fragmentos dos núcleos de planetas que já foram destruídos. Sua composição química sugere que o núcleo da Terra é composto principalmente de ferro e níquel, possivelmente com alguns por cento de silício ou enxofre. No entanto, esses dados são apenas preliminares e não suficientemente detalhados para confirmar nada de forma definitiva.

Entretanto, a sismologia oferece uma visão muito mais concreta. As ondas sísmicas dos terremotos, ao se propagarem pela Terra, variam de velocidade dependendo do tipo de material que atravessam. Comparando o tempo que as ondas levam para chegar às estações de monitoramento com os resultados experimentais da velocidade de transmissão em minerais e metais, os cientistas podem construir modelos da estrutura interna do planeta.

Os resultados mostram que o núcleo da Terra é cerca de 10% mais leve que o ferro puro. Notavelmente, o núcleo externo, que está em estado líquido, é mais denso que o núcleo interno, um paradoxo que só pode ser explicado pela presença de alguns elementos estranhos.

No entanto, mesmo após restringir a composição possível, o problema permanece sem solução. Diferentes cenários resultam em temperaturas de fusão que variam em centenas de graus Celsius, tornando a determinação precisa das propriedades do núcleo um desafio.

Uma nova restrição

Em uma nova pesquisa, cientistas usaram a mineralogia para entender como o núcleo da Terra começou a congelar — uma abordagem mais específica do que a meteorologia e a sismologia.

Simulações mostram que, quando os átomos em metal líquido cristalizam em sólidos, cada liga requer um nível diferente de "superresfriamento", ou seja, uma temperatura inferior ao seu ponto de fusão. Quanto mais intenso for esse processo, mais facilmente o líquido congela.

Por exemplo, a água em um congelador pode permanecer extremamente fria a -5°C por horas antes de congelar, enquanto uma gota de água em uma nuvem se transforma em granizo em apenas alguns minutos a -30°C.

Os cálculos mostram que a temperatura máxima de super-resfriamento do núcleo é aproximadamente 420 °C abaixo de seu ponto de fusão. Se essa temperatura for excedida, o núcleo interno seria excepcionalmente grande em comparação com os dados sísmicos. Enquanto isso, o ferro puro requer 1.000 °C para cristalizar, o que é impossível, pois todo o núcleo já teria se solidificado a essa temperatura.

Adicionar silício ou enxofre não ajuda; pode até exigir que o núcleo seja super-resfriado ainda mais.

Somente quando o carbono é considerado é que o quadro faz sentido. Se 2,4% da massa do núcleo for carbono, são necessários aproximadamente 420 °C para congelar o núcleo interno; com 3,8% de carbono, essa temperatura cai para 266 °C. Um valor muito mais plausível. Esta é a primeira evidência que sugere que o carbono desempenha um papel crucial no processo de cristalização do núcleo.

No entanto, o núcleo não poderia ser composto apenas de ferro e carbono, já que dados sísmicos sugerem a presença de pelo menos um outro elemento. Pesquisas indicam a possibilidade de o núcleo também conter oxigênio, ou até mesmo silício.

Fonte: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/loi-trai-dat-chua-dung-nhung-gi-20250923025913011.htm