O que o núcleo da Terra e o molho para salada têm em comum

O campo magnético da Terra é tão essencial que, sem ele, não seria possível existir vida no planeta. Mas vários aspectos sobre sua composição ainda seguem sendo um mistério para a ciência.

Mas pesquisadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descobriram uma informação nova por trás das mudanças do campo magnético terrestre que, segundo eles próprios, “pode parecer familiar para quem preparou um molho para salada“.

Mas o que molho para salada tem a ver com campo magnético? O campo magnético da Terra é produzido no centro do planeta e é um escudo que o protege contra a radiação dos ventos solares.

Agora, pesquisadores liderados pela professora Kanani K.M. Lee, do departamento de Geologia e Geofísica de Yale, descobriram que ligas de ferro fundido contendo silício e oxigênio formam dois líquidos distintos quando estão em condições similares às que existem no núcleo da Terra, devido a um processo chamado “imiscibilidade“, ou seja, que não se mistura.

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

“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”, completa Averson.

Núcleo

O campo magnético se estende desde o interior do nosso planeta até o 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.

Ao redor desse núcleo interno se encontra o núcleo externo, uma capa de 2 mil quilômetros 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 a 2,9 mil quilômetros debaixo da superfície.

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

Mas estudos relacionados ao comportamento de ligas imiscíveis sob altas pressões, até então, 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, ele possui uma camada líquida distinta no topo. E ondas sísmicas que se movem através do núcleo externo viajam mais lentamente nesta camada superior.

Duas capas que não se misturam

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

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

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

Como a capa de ferro, silício e oxigênio é menos densa, ela se eleva bastante na parte superior, formando uma capa de líquido rico em oxigênio.

“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“, assinalou Lee.

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

// BBC

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