A água da superfície da Terra pode penetrar profundamente no planeta, e novas pesquisas explicam como ela altera a região mais externa do núcleo líquido metálico.
A descoberta pode explicar a presença de uma fina camada de material dentro do planeta que tem confundido os geólogos durante décadas.
A crosta terrestre é composta por placas tectônicas que se movem e deslizam umas sob as outras; ao longo de bilhões de anos, essas zonas de subducção transportaram água para o manto inferior.
Quando esta água atinge o limite núcleo-manto, cerca de 2.900 quilômetros (1.800 milhas) abaixo da superfície, desencadeia uma poderosa interação química. Uma equipe da Coreia do Sul, dos EUA e da Alemanha mostrou que isto cria uma camada central superior rica em hidrogênio e envia sílica para o manto inferior.
“Durante anos, acreditou-se que a troca de material entre o núcleo e o manto da Terra era pequena”, diz o cientista de materiais Dan Shim, da Universidade Estadual do Arizona.
“No entanto, as nossas recentes experiências de alta pressão revelam uma história diferente. Descobrimos que quando a água atinge a fronteira núcleo-manto, reage com o silício no núcleo, formando sílica.”
A mistura de ferro e níquel do núcleo externo desempenha um papel significativo na geração do campo magnético da Terra, que essencialmente protege a vida no planeta dos ventos solares e da radiação. Portanto, é importante compreender como funciona o interior da Terra e como evoluiu ao longo do tempo.
A fronteira núcleo-manto da Terra muda de silicato para metal de forma bastante acentuada, e não se sabe muito sobre as trocas químicas.
Décadas atrás, pesquisadores que registraram ondas sísmicas através do interior pegajoso da Terra documentaram uma fina camada com pouco mais de algumas centenas de quilômetros de espessura, mas até agora ninguém sabia de onde vinha essa proposta camada ‘E prime’.
“Sugerimos que essa troca química entre o núcleo e o manto ao longo de milhões anos de transporte profundo de água pode ter contribuído para a formação da suposta camada primária”, escreve a equipe.
Os sismólogos mapearam algumas características incomuns que sugerem que esta camada metálica líquida alterada será menos densa e terá velocidades sísmicas mais lentas. Considera-se que essas diferenças de densidade envolvem diferentes concentrações de elementos leves, como hidrogênio ou silício.
Mas um aumento na concentração de um único elemento leve faria com que a velocidade aumentasse enquanto a densidade diminuía, tornando difícil conciliar a observação sísmica e a estabilidade dinâmica da camada principal.
Aumentar a concentração de um elemento de luz enquanto diminui a concentração de outro foi apresentado como uma possível explicação. No entanto, os cientistas não tinham conhecimento de tal processo de troca.
A equipe usou células de bigorna de diamante aquecidas a laser para imitar as condições de pressão-temperatura na fronteira núcleo-manto.
Eles mostraram que a água que foi subduzida para o núcleo da Terra poderia reagir quimicamente com os materiais existentes para transformar o núcleo externo em uma película rica em hidrogênio e dispersar cristais de sílica que sobem e se juntam ao manto.
A camada de material rico em hidrogênio e pobre em silício que se forma no topo do núcleo teria menos densidade e menor velocidade, correspondendo às observações das ondas sísmicas.
O filme central alterado pode, por sua vez, ter um impacto significativo no ciclo das águas profundas, e a equipe afirma que os seus resultados sugerem um ciclo global da água mais complexo do que pensávamos.
“Esta descoberta, juntamente com a nossa observação anterior de diamantes formados a partir da reação da água com o carbono no ferro líquido sob extrema pressão”, diz Shim, “aponta para uma interação núcleo-manto muito mais dinâmica, sugerindo uma troca substancial de material”.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
