O que o núcleo da Terra contém?

(Dan Tri) - O núcleo sólido da Terra não é feito apenas de ferro, mas também contém carbono, oxigênio e silício. Esta descoberta abre a solução para o mistério secular de como o núcleo forma e mantém o campo magnético que protege a vida.

O núcleo da Terra pode não ser composto apenas de ferro, mas parece conter carbono também. Uma nova pesquisa descobriu que ele também contém oxigênio e silício (foto: Getty Images).

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

Apesar de sua importância, muitas propriedades fundamentais do núcleo permanecem um mistério: quão quente ele é, do que é feito e quando começou a congelar? Uma descoberta recente aproxima os cientistas da resposta a essas três perguntas.

A temperatura do núcleo interno é estimada em cerca de 5.000 Kelvin (4.727 °C). Inicialmente líquido, o núcleo esfria com o tempo, cristalizando seu interior sólido e expandindo-se para fora. Essa liberação de calor cria correntes tectônicas de placas.

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

No entanto, sem acesso direto, os cientistas são forçados a confiar em estimativas para entender o mecanismo de resfriamento e as propriedades do núcleo. Para esclarecer isso, o fator mais importante é determinar sua temperatura de fusão.

Graças à sismologia – o estudo das ondas sísmicas – sabemos exatamente onde se encontra a fronteira entre os núcleos sólido e líquido. A temperatura nessa fronteira também é o ponto de fusão, o ponto em que se inicia o congelamento.

Portanto, se a temperatura de fusão puder ser determinada com precisão, as pessoas terão uma melhor compreensão da temperatura real do núcleo e da composição química dentro dele.

Química Misteriosa

Existem duas abordagens principais para entender a composição do núcleo da Terra: estudar meteoritos e analisar dados sísmicos.

Meteoritos são considerados "resquícios" de planetas que ainda não se formaram ou fragmentos de núcleos de planetas destruídos. Sua composição química sugere que o núcleo da Terra é composto principalmente de ferro e níquel, possivelmente misturados com uma pequena porcentagem de silício ou enxofre. No entanto, esses dados são apenas preliminares e não detalhados o suficiente para serem definitivos.

A sismologia, por outro lado, oferece uma visão muito mais detalhada. Ondas sísmicas de terremotos viajam pela Terra em velocidades diferentes, dependendo do material por onde passam. Ao comparar os tempos de chegada das ondas nas estações de medição com resultados experimentais da velocidade de deslocamento em minerais e metais, os cientistas podem construir modelos do interior do planeta.

Os resultados mostraram que o núcleo da Terra é cerca de 10% mais leve que o ferro puro. Em particular, o núcleo externo líquido é mais denso que o núcleo interno sólido — um paradoxo que só pode ser explicado pela presença de alguns elementos menores.

Mas mesmo com a gama de composições possíveis reduzida, o enigma permanece sem solução. Diferentes cenários produzem temperaturas de fusão que diferem em centenas de graus Celsius, tornando difícil determinar as propriedades exatas do núcleo.

Uma nova restrição

No novo estudo, os cientistas usaram a física mineral para entender como o núcleo da Terra começou a congelar — uma abordagem mais específica do que a meteorologia e a sismologia.

Simulações mostram que, à medida que os átomos de um metal líquido se cristalizam em um sólido, cada liga requer um nível diferente de "super-resfriamento", ou seja, a redução abaixo do seu ponto de fusão. Quanto mais intenso o processo, maior a probabilidade de o líquido congelar.

Por exemplo, a água em um congelador pode ser super-resfriada a -5°C por horas antes de congelar, enquanto gotículas de água nas nuvens podem se transformar em granizo depois de apenas alguns minutos a -30°C.

Cálculos sugerem que o super-resfriamento máximo do núcleo é cerca de 420 °C abaixo do seu ponto de fusão. Se esse valor fosse excedido, o núcleo interno seria excepcionalmente grande em comparação com os dados sísmicos. Enquanto isso, o ferro puro precisaria de 1.000 °C para cristalizar, o que é impossível porque todo o núcleo teria se solidificado.

Adicionar silício ou enxofre também não ajuda e pode até mesmo super-resfriar ainda mais o núcleo.

Somente quando o carbono é considerado, a imagem faz sentido. Se 2,4% da massa do núcleo for carbono, seriam necessários cerca de 420 °C para congelar o núcleo interno; com 3,8% de carbono, esse valor cai para 266 °C. Um número muito mais plausível. Esta é a primeira evidência de que o carbono desempenha um papel significativo na cristalização do núcleo.

O núcleo, no entanto, não pode ser composto apenas de ferro e carbono, pois os dados sísmicos exigem pelo menos um outro elemento. Pesquisas sugerem que o núcleo também pode conter oxigênio e até silício.

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