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Quinta-feira, Julho 7, 2022

O núcleo interno de ferro da Terra pode estar em um estado ‘superiônico’ estranho, segundo estudo

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Nas profundezas da crosta da Terra, além do manto espesso e do núcleo externo líquido, encontra-se uma bola de 1.220 quilômetros (760 milhas) de núcleo interno sólido.

Mas um novo estudo sugeriu que o núcleo interno não é sólido, em vez disso, formando um ‘estado superionico’ com hidrogênio, oxigênio e carbono, tornando-o diferente de um líquido ou sólido.

Não podemos detalhar exatamente os 6.371 km (3.959 milhas) até o centro da Terra para verificar o que está acontecendo, então os cientistas usam a broca natural da Terra – ondas sísmicas de terremotos – para compreender a composição do nosso planeta.

No entanto, mesmo com essas medições, o núcleo interno permanece um pouco mistério. Na década de 1930, evidência indireta sugeriu que poderia ser sólido, e algumas décadas depois foi pensado para ser um ferro cristalino. Mas essa bola incrivelmente quente e densa no meio do nosso planeta ainda está nos fazendo adivinhar o que está acontecendo lá.

Sabemos por dados de ondas sísmicas que o núcleo interno é macio, com baixa velocidade de onda de cisalhamento, o que significa que não pode ser apenas ferro sólido ou liga de ferro. Alguns cientistas acham que pode haver um segundo interior interno testemunhoenquanto outros pensam que devido à densidade mais leve do que seria esperado apenas pelo ferro puro, poderia haver alguns elementos leves como uma liga.

Mas um novo estudo, liderado por Yu He da Academia Chinesa de Ciências, agora investigou a fase potencial da matéria em que essa mistura de elementos pode existir, chegando à sugestão de que o estado ‘sólido’ do núcleo pode realmente ser um estado superiônico.

“Descobrimos que hidrogênio, oxigênio e carbono no ferro hexagonal compacto se transformam em um estado superiônico sob as condições do núcleo interno, mostrando altos coeficientes de difusão como um líquido”, a equipe escreve em seu novo artigo.

“Isso sugere que o núcleo interno pode estar em um estado superiônico em vez de um estado sólido normal.”

Superiônico é outro Estado da matéria – ao lado de sólido, líquido e gasoso – mas com diferenças distintas. Em água superionica – que foi feito recentemente em um laboratório – temperaturas e pressões extremamente altas separam cada molécula de água, deixando os íons de oxigênio para formar um sólido, enquanto os íons de hidrogênio flutuam mais como um líquido.

No núcleo quente da Terra, a equipe usou simulações de computador de como as ondas sísmicas viajariam por diferentes combinações de elementos e descobriram que as ligas de ferro com carbono, hidrogênio e oxigênio poderiam funcionar da mesma maneira que a água superiônica.

Os átomos de ferro eram ‘sólidos’ na estrutura de rede cristalina, enquanto as moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio se difundiam pelo meio, criando o elemento líquido.

“É bastante anormal” disse ele. “A solidificação do ferro no limite interno do núcleo não altera a mobilidade desses elementos leves, e a convecção dos elementos leves é contínua no núcleo interno”.

É improvável que este trabalho seja a última palavra sobre o assunto. As conclusões do artigo fornecem um bom modelo para esse ferro puro mais macio e menos denso, mas não responde a outra pergunta sobre o núcleo interno – por que é aparentemente desigual por toda parte.

Para isso, teremos que continuar cavando.

A pesquisa foi publicada em Natureza.



Fonte original deste artigo

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