O núcleo interno da Terra não deveria existir

Os cientistas afirmam há muito tempo que o núcleo interno da Terra se formou há cerca de mil milhões de anos, quando passou por um grande crescimento. Mas isso não é possível, diz um novo estudo.

A bola de metal líquido no centro do nosso planeta rapidamente cristalizou devido à redução das temperaturas, crescendo constantemente para fora até atingir o diâmetro de aproximadamente 1.220 quilómetros que, acredita-se, possui hoje.

A questão é que, de acordo com um novo estudo, publicado esta semana na revista Earth and Planetary Science Letters, isso não é possível – ou, pelo menos, nunca foi facilmente explicado.

No artigo, os cientistas dizem que o modelo padrão de como o núcleo da Terra se formou esquece um detalhe crucial sobre a forma como os metais cristalizam: uma queda obrigatória e maciça de temperatura que seria extremamente difícil de alcançar nas pressões do núcleo.

Um material deve estar abaixo da sua temperatura de congelação para ser sólido. Porém, para que um líquido comece a cristalizar, é necessária uma dose extra de energia.

Quando queremos fazer gelo, por exemplo, colocamos a água no congelador. Mas para a água congelar, demora algumas horas, a não ser que a coloquemos numa temperatura bem abaixo do seu ponto de congelamento – 0ºC.

Essa energia extra, a barreira de nucleação, é o ingrediente que os modelos do núcleo interno da Terra não incluíam até agora.

Para superar a barreira de nucleação e começar a solidificar, o líquido deve ser resfriado abaixo do ponto de congelamento – a que os cientistas chamam “super-arrefecimento“. Mas a barreira de nucleação para o metal – nas extraordinárias pressões no centro da Terra – é enorme.

“Todos, incluindo nós mesmos, pareciam estar a deixar passar esse grande problema – que os metais não começam a cristalizar instantaneamente, a menos que haja alguma coisa que baixe bastante a barreira de energia”, aponta  Hauck, professor de Ciências da Terra da Universidade Case Western Reserve, nos EUA.

“Com estas pressões, o núcleo teria que arrefecer 726°C abaixo da temperatura de fusão para poder cristalizar espontaneamente a partir do líquido puro”, explica Steven Hauck ao Live Science.

“E isso é um arrefecimento muito grande, especialmente porque, actualmengte, a comunidade científica acha que a Terra arrefece talvez cerca de 100°C a cada mil milhões de anos”.

De acordo com este modelo, “o núcleo interno não deveria existir, porque não poderia ter sido super-arrefecido a este ponto”, defende o autor do estudo, Jim Van Orman, também professor de Ciências da Terra da Case Western. A barreira de nucleação do núcleo interno fundido, diz o cientista, deve ter diminuído de outra maneira.

Mas como?

Quando colocamos uma pedra de gelo em contacto com água que está a congelar, o congelamento acontece mais rápido. Isso ocorre porque o gelo diminui a barreira de nucleação.

No seu artigo, os investigadores propõem uma possibilidade semelhante para o núcleo da Terra: talvez um pedaço maciço de metal sólido se tenha soltado do manto e mergulhado no núcleo líquido. Como um cubo de gelo a cair num copo de água gelada lentamente, este sólido pedaço de metal poderia ter reduzido a barreira de nucleação do núcleo o suficiente para iniciar uma rápida cristalização.

O problema é que, para essa teoria estar certa, o pedaço de metal teria que ser gigantesco. “Para ser libertado no núcleo e, em seguida, fazer todo o caminho até ao centro da Terra sem se dissolver, este pedaço teria que estar na ordem de cerca de 10 km de raio”, calcula Van Orman. Isso significa um diâmetro do comprimento de Manhattan.

“Algo aconteceu para diminuir a barreira de nucleação, permitindo que a cristalização ocorresse a uma temperatura mais alta. Os cientistas fazem isso no laboratório, adicionando um pedaço de metal sólido a um metal líquido ligeiramente super-resfriado, fazendo com que o material, agora heterogéneo, se solidifique rapidamente”, diz Huguet.

“Mas é difícil imaginar, numa escala de tamanho da Terra, como isso poderia ter acontecido. Como um sólido de reforço de nucleação poderia ter encontrado o caminho até ao centro do planeta para permitir o endurecimento (e expansão) do núcleo interno”, acrescenta o investigador.

“Se for esse o caso, temos de descobrir como isso pode realmente ter acontecido“, diz Van Orman. “Por outro lado, há alguma característica comum dos núcleos planetários que não pensamos antes – algo que lhes permite superar essa barreira de nucleação?”, questiona.

“É altura de toda a comunidade científica refletir sobre este problema e como o testar. O núcleo interno existe, agora temos que descobrir como“.