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A idade do núcleo interno da Terra revisada
Os resultados colocam o núcleo na extremidade mais jovem de um espectro de idade que geralmente vai de cerca de 1,3 bilhão a 4,5 bilhões de anos, mas também o tornam um pouco mais velho do que uma estimativa recente de apenas 565 milhões de anos
Por Universidade do Texas - 21/08/2020


Uma simulação de computador do campo magnético da Terra, gerado pela transferência de calor no núcleo da Terra. Crédito: NASA / Gary A. Glatzmaier.

Ao criar condições semelhantes às do centro da Terra dentro de uma câmara de laboratório, os pesquisadores melhoraram a estimativa da idade do núcleo interno sólido do nosso planeta, colocando-o em 1 bilhão a 1,3 bilhão de anos.

Os resultados colocam o núcleo na extremidade mais jovem de um espectro de idade que geralmente vai de cerca de 1,3 bilhão a 4,5 bilhões de anos, mas também o tornam um pouco mais velho do que uma estimativa recente de apenas 565 milhões de anos.

Além disso, os experimentos e as teorias que os acompanham ajudam a definir a magnitude de como o núcleo conduz calor e as fontes de energia que alimentam o geodinamo do planeta - o mecanismo que sustenta o campo magnético da Terra, que mantém as bússolas apontando para o norte e ajuda a proteger a vida contra raios cósmicos.

"As pessoas estão realmente curiosas e entusiasmadas em saber sobre a origem do geodinamo, a força do campo magnético, porque todos eles contribuem para a habitabilidade de um planeta", disse Jung-Fu Lin, professor da Universidade do Texas na Jackson School de Austin das Geociências que conduziram a pesquisa.

Os resultados foram publicados no dia 13 de agosto na revista Physical Review Letters .

"Uma vez que você realmente sabe quanto desse fluxo de calor do núcleo externo para o manto inferior, você pode realmente pensar sobre quando a Terra esfriou o suficiente a ponto de o núcleo interno começar a se cristalizar"


O núcleo da Terra é feito principalmente de ferro, com o núcleo interno sendo sólido e o núcleo externo sendo líquido. A eficácia do ferro na transferência de calor por condução - conhecida como condutividade térmica - é a chave para determinar uma série de outros atributos sobre o núcleo, incluindo quando o núcleo interno se formou.

Ao longo dos anos, as estimativas de idade e condutividade essenciais foram de muito antigas e relativamente baixas, para muito jovens e relativamente altas. Mas essas estimativas mais recentes também criaram um paradoxo, em que o núcleo teria que atingir altas temperaturas irrealistas para manter o geodinamo por bilhões de anos antes da formação do núcleo interno.

A nova pesquisa resolve esse paradoxo, encontrando uma solução que mantém a temperatura do núcleo dentro de parâmetros realistas. Encontrar essa solução dependia da medição direta da condutividade do ferro em condições semelhantes às de um núcleo - onde a pressão é superior a 1 milhão de atmosferas e as temperaturas podem rivalizar com as encontradas na superfície do sol.

Os pesquisadores alcançaram essas condições espremendo amostras de ferro aquecidas a laser entre duas bigornas de diamante. Não foi uma tarefa fácil. Demorou dois anos para obter resultados adequados.

"Encontramos muitos problemas e fracassamos várias vezes, o que nos deixou frustrados e quase desistimos", disse o coautor do artigo Youjun Zhang, professor associado da Universidade de Sichuan, na China. "Com os comentários construtivos e o incentivo do professor Jung-Fu Lin, finalmente resolvemos isso depois de vários testes."

A condutividade recentemente medida é 30% a 50% menor que a condutividade da estimativa do núcleo jovem e sugere que o geodinamo foi mantido por duas fontes e mecanismos de energia diferentes : convecção térmica e convecção composicional. No início, o geodinamo foi mantido apenas por convecção térmica. Agora, cada mecanismo desempenha um papel igualmente importante.

Lin disse que com esta informação melhorada sobre condutividade e transferência de calor ao longo do tempo, os pesquisadores poderiam fazer uma estimativa mais precisa da idade do núcleo interno.

"Uma vez que você realmente sabe quanto desse fluxo de calor do núcleo externo para o manto inferior, você pode realmente pensar sobre quando a Terra esfriou o suficiente a ponto de o núcleo interno começar a se cristalizar", disse ele.

Essa idade revisada do núcleo interno poderia se correlacionar com um pico na força do campo magnético da Terra, conforme registrado pelo arranjo de materiais magnéticos em rochas que se formaram nessa época. Juntas, as evidências sugerem que a formação do núcleo interno foi uma parte essencial da criação dos robustos campos magnéticos de hoje.

 

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