Cientistas aprofundam entendimento sobre composição do núcleo da Terra

A ciência sabe que o núcleo da Terra é composto por ferro, mas a exata forma que esse material assume nas condições elevadas de temperatura e pressão no centro do planeta ainda não está clara. Um estudo publicado recentemente por uma equipe internacional de cientistas pode ter deixado a humanidade um passo mais próximo desta descoberta.

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Quando o ferro está em estado sólido, seus átomos — e de todos os metais, com algumas poucas exceções — se combinam em arranjos chamados estruturas cristalinas. Em temperatura ambiente e em pressões normais, a estrutura que o ferro apresenta é chamada de cúbica de corpo centrado (CCC), mas, no centro da Terra, o arranjo assumido pelos átomos desse elemento ainda é debatido.

Em altas pressões, o ferro passa a apresentar outra estrutura cristalina mais complexa, a hexagonal compacta (HC). Poderíamos assumir que as altas pressões no núcleo da Terra seriam suficientes para que essa fosse a estrutura do ferro por lá, mas essa relação não é tão simples em condições tão extremas.

Indo a fundo

Para desvendar esse enigma, a estratégia dos cientistas é estimar o ponto de fusão — temperatura em que um elemento ou substância passa do estado sólido para o líquido — do ferro no núcleo. Como o ponto de fusão costuma ser maior quando a pressão aumenta, enquanto na superfície o ferro se funde a 1.583 ºC, no centro da Terra este número é muito maior. Um estudo anterior apontou para uma faixa de 6.000 ºC, mas deixou uma incerteza de 500 ºC para mais ou para menos.

A equipe liderada por Yang Sun, cientista da Universidade de Xiamen, na China, conseguiu resultados mais precisos, com menos de 100 ºC de incerteza. Nas condições de pressão do núcleo, o ferro se fundiria a 6.419 ºC se estiver na estrutura HC, já com uma estrutura CCC, 6.246 ºC já seriam suficientes para a fusão.

De acordo com os cientistas, estes números implicam que, assumindo um núcleo de ferro puro, a estrutura correta é, de fato, a hexagonal.

Os pesquisadores usaram simulações computacionais para chegar a estes valores, relativamente próximos um do outro. Porém, como a simulação assumia um núcleo de ferro puro, impurezas no núcleo — como níquel e outros metais — ainda podem tornar viável um núcleo em que o ferro tenha estrutura cúbica. A equipe pretende investigar estas possibilidades em estudos futuros.

Este não foi o único estudo recente que aprofundou nossa compreensão do núcleo terrestre. No último mês, pesquisadores da Australian National University descobriram, através do estudo de ondas sísmicas, uma possível terceira camada do núcleo.

Fonte: Geophysical Resarch Letters Via: Phys.org