O que contém o núcleo da Terra?

(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 do mistério secular de como o núcleo se forma e mantém o campo magnético que protege a vida.

O núcleo da Terra pode não ser composto apenas de ferro, mas parece conter também 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 fundamental na evolução do planeta. Ele não só alimenta o campo magnético – o 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 a sua temperatura, do que é feito e quando começou a congelar? Uma descoberta recente aproxima os cientistas da resposta a todas essas três perguntas.

Estima-se que a temperatura do núcleo interno seja em torno 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 obrigados a recorrer a estimativas para compreender 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 é também o ponto de fusão, o ponto em que o congelamento começa.

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 em seu interior.

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 destruídos. Sua composição química sugere que o núcleo da Terra é composto principalmente de ferro e níquel, possivelmente misturados com alguns por cento de silício ou enxofre. No entanto, esses dados são apenas preliminares e não suficientemente detalhados para serem definitivos.

A sismologia, por outro lado, oferece uma visão muito mais detalhada. As ondas sísmicas provenientes de terremotos viajam pela Terra a velocidades diferentes, dependendo do material que atravessam. Comparando os tempos de chegada das ondas em estações de medição com os resultados experimentais da velocidade de propagação 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 minoritários.

Mas mesmo com a gama de composições possíveis reduzida, o enigma permanece sem solução. Diferentes cenários resultam em temperaturas de fusão que diferem em centenas de graus Celsius, tornando difícil identificar 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 em um metal líquido cristalizam em um sólido, cada liga requer um nível diferente de "superresfriamento", ou seja, uma temperatura inferior ao 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 durante horas antes de congelar, enquanto gotículas de água nas nuvens podem se transformar em granizo após apenas alguns minutos a -30°C.

Os cálculos sugerem que o superresfriamento máximo do núcleo é de cerca de 420 °C abaixo de seu ponto de fusão. Se esse limite fosse ultrapassado, 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, pois todo o núcleo já teria se solidificado.

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

Somente quando o carbono é considerado é que o quadro 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, essa temperatura cai para 266 °C. Um valor 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, já que os dados sísmicos exigem pelo menos mais um elemento. Pesquisas sugerem que o núcleo também pode conter oxigênio e até mesmo silício.

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