Mundo

O interior da Terra está esfriando mais rápido do que o esperado
Pesquisadores da ETH Zurich demonstraram em laboratório quão bem um mineral comum na fronteira entre o núcleo e o manto da Terra conduz calor.
Por Peter Rüegg - 14/01/2022


Dispositivo de medição para determinar a condutividade térmica de bridgmanite sob alta pressão e temperatura extrema. Crédito: Murakami M et al, DOI: 10.1016/j.epsl.2021.117329

Pesquisadores da ETH Zurich demonstraram em laboratório quão bem um mineral comum na fronteira entre o núcleo e o manto da Terra conduz calor. Isso os leva a suspeitar que o calor da Terra pode se dissipar mais cedo do que se pensava anteriormente.

A evolução da nossa Terra é a história de seu resfriamento: há 4,5 bilhões de anos, temperaturas extremas prevaleciam na superfície da jovem Terra, e ela era coberta por um profundo oceano de magma. Ao longo de milhões de anos, a superfície do planeta esfriou para formar uma crosta quebradiça. No entanto, a enorme energia térmica que emana do interior da Terra coloca em movimento processos dinâmicos, como a convecção do manto, as placas tectônicas e o vulcanismo.

Ainda sem resposta, porém, estão as questões de quão rápido a Terra esfriou e quanto tempo pode levar para esse resfriamento em andamento interromper os processos acionados pelo calor mencionados acima.

Uma possível resposta pode estar na condutividade térmica dos minerais que formam a fronteira entre o núcleo e o manto da Terra.

Essa camada limite é relevante porque é aqui que a rocha viscosa do manto da Terra está em contato direto com a fusão de ferro-níquel quente do núcleo externo do planeta. O gradiente de temperatura entre as duas camadas é muito acentuado, então há potencialmente muito calor fluindo aqui. A camada limite é formada principalmente pelo mineral bridgmanita. No entanto, os pesquisadores têm dificuldade em estimar quanto calor esse mineral conduz do núcleo da Terra para o manto porque a verificação experimental é muito difícil.

Agora, o professor da ETH Motohiko Murakami e seus colegas da Carnegie Institution for Science desenvolveram um sofisticado sistema de medição que lhes permite medir a condutividade térmica da bridgmanite em laboratório, sob as condições de pressão e temperatura que prevalecem no interior da Terra. Para as medições, eles usaram um sistema de medição de absorção óptica desenvolvido recentemente em uma unidade de diamante aquecida com um laser pulsado.

"Este sistema de medição nos permite mostrar que a condutividade térmica da bridgmanite é cerca de 1,5 vezes maior do que o suposto", diz Murakami. Isso sugere que o fluxo de calor do núcleo para o manto também é maior do que se pensava anteriormente. O maior fluxo de calor, por sua vez, aumenta a convecção do manto e acelera o resfriamento da Terra. Isso pode fazer com que as placas tectônicas , que são mantidas pelos movimentos convectivos do manto, desacelerem mais rápido do que os pesquisadores esperavam com base nos valores anteriores de condução de calor.

Murakami e seus colegas também mostraram que o resfriamento rápido do manto mudará as fases minerais estáveis ​​no limite núcleo-manto. Quando esfria, a bridgmanita se transforma no mineral pós-perovskita. Mas assim que a pós-perovskita aparecer na fronteira núcleo-manto e começar a dominar, o resfriamento do manto pode realmente acelerar ainda mais, estimam os pesquisadores, já que esse mineral conduz calor de forma ainda mais eficiente que a bridgmanita.

"Nossos resultados podem nos dar uma nova perspectiva sobre a evolução da dinâmica da Terra. Eles sugerem que a Terra, como os outros planetas rochosos Mercúrio e Marte, está esfriando e se tornando inativa muito mais rápido do que o esperado", explica Murakami.

No entanto, ele não pode dizer quanto tempo levará, por exemplo, para que as correntes de convecção no manto parem. “Ainda não sabemos o suficiente sobre esses tipos de eventos para definir seu momento”. Para fazer isso, é preciso primeiro entender melhor como a convecção do manto funciona em termos espaciais e temporais. Além disso, os cientistas precisam esclarecer como o decaimento de elementos radioativos no interior da Terra – uma das principais fontes de calor – afeta a dinâmica do manto .

 

.
.

Leia mais a seguir