O núcleo da Terra e o tempero para saladas têm uma coisa em comum

Cientistas da Universidade de Yale encontraram um aspeto em comum entre o núcleo da Terra e o tempero para saladas. A descoberta ajuda a compreender as mudanças no campo magnético terrestre ao longo da história.

O campo magnético da Terra é tão essencial que, sem ele, não seria possível existir vida no planeta. No entanto, vários aspetos da sua composição permanecem um mistério para a ciência.

Agora, investigadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descobriram uma nova informação nas mudanças do campo magnético terrestre que, segundo os cientistas, “pode parecer familiar para quem já temperou uma salada“.

O campo magnético da Terra é produzido no centro do planeta e é um escudo que o protege contra a radiação dos ventos solares.

Cientistas liderados por Kanani K.M. Lee, professora no departamento de Geologia e Geofísica em Yale, descobriram que ligas de ferro fundido formam dois líquidos distintos quando estão em condições semelhantes às que existem no núcleo da Terra. Isto é explicado por um processo chamado “imiscibilidade“, ou seja, que não se mistura.

“Observamos com frequência na vida quotidiana a imiscibilidade de líquidos, como quando o azeite e o vinagre ficam separados em temperos para saladas“, disse a investigadora de Yale e principal autora do estudo publicado na revista da Academia das Ciências dos Estados Unidos, Sarah Arveson.

“É surpreendente que essa separação possa ocorrer nessas condições, quando os átomos são forçados muito perto uns dos outros sob a imensa pressão que existe no núcleo da Terra”, acrescentou Arveson.

Núcleo

O campo magnético estende-se desde o interior do nosso planeta até ao espaço, onde se encontra com o vento solar, a corrente de partículas carregadas que emanam do Sol. O campo magnético é gerado por correntes elétricas que, por sua vez, resultam do movimento de correntes de convecção de metal fluido no núcleo externo da Terra.

O núcleo interno de ferro sólido tem cerca de 5,7 mil graus de temperatura, mas a pressão causada pela força da gravidade impede que se torne líquido. O ponto de fusão do ferro aumenta à medida que aumenta a pressão.

À volta desse núcleo interno encontra-se o núcleo externo, uma capa de 2 mil quilómetros de espessura composta por ferro, níquel e pequenas quantidades de outros metais em estado líquido, na qual a pressão é mais baixa e o metal está fundido. O núcleo externo está 2,9 mil quilómetros abaixo da superfície.

A imiscibilidade em ligas complexas fundidas é comum à pressão atmosférica e tem sido documentada extensivamente pela metalurgia e especialistas em materiais.

Até ao momento, estudos relacionados com o comportamento de ligas imiscíveis sob altas pressões estavam limitados às pressões encontradas no manto superior da Terra, entre a crosta terrestre e seu núcleo.

Embora este líquido quente esteja sob movimento forte e constante devido à convecção, possui uma camada líquida distinta no topo. E ondas sísmicas que se movem através do núcleo externo viajam mais lentamente nesta camada superior.

Duas camadas que não se misturam

Cientistas já supuseram várias teorias para explicar essa camada líquida, incluindo a ideia de que as ligas de ferro imiscíveis formam camadas no núcleo, mas até agora não se tinha encontrado nenhuma evidência teórica ou experimental para provar isso.

Através de experiências com células de diamante aquecidas com laser para gerar alta pressão e simulações computacionais, os investigadores de Yale reproduziram as condições encontradas no núcleo externo da Terra.

Dessa forma, conseguiram demonstrar a existência de duas camadas distintas de líquido fundido: um líquido pobre em oxigénio, com ferro e silício, e um líquido de ferro, silício e oxigénio.

Como a camada de ferro, silício e oxigénio é menos densa, esta eleva-se bastante na parte superior, formando uma capa de líquido rico em oxigénio.

“O nosso estudo apresenta a primeira observação de alterações de metais fundidos imiscíveis em condições tão extremas, o que dá a entender que a imiscibilidade em metais fundidos pode prevalecer a altas pressões“, destacou Lee.

A descoberta dos investigadores de Yale ajudará a compreender, segundo os cientistas, as condições na Terra primitiva e as mudanças no campo magnético terrestre ao longo da história.

ZAP // BBC

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