Pesquisadores da China confirmaram a existência de uma oscilação do núcleo interno (ICW, na sigla em inglês) de aproximadamente 8,5 anos tanto no movimento polar (PM, na sigla em inglês) quanto nas variações da duração do dia, revelando uma inclinação estática de cerca de 0,17 graus entre o núcleo interno da Terra e o manto. Essa descoberta desafia as suposições tradicionais e oferece novos insights sobre a dinâmica interna da Terra e a distribuição de densidade.
Os resultados do estudo foram publicados na revista Nature Communications.
O núcleo interno da Terra é uma esfera sólida e densa, composta principalmente de ferro e níquel. Situado sob o núcleo externo líquido, tem um raio de cerca de 1.200 quilômetros. Essa região desempenha um papel crucial nos processos geofísicos da Terra, influenciando o campo magnético do planeta e contribuindo para a dinâmica do interior da Terra.
Compreender as propriedades e o comportamento do núcleo interno é essencial para desvendar mistérios relacionados à estrutura da Terra, atividade sísmica e campo magnético.
O ICW refere-se ao movimento oscilante do núcleo interno da Terra em torno de seu eixo de rotação. Esse fenômeno é caracterizado por uma oscilação periódica do eixo de forma do núcleo interno.
Um novo estudo confirmou que o ICW da Terra possui um movimento periódico com um ciclo de aproximadamente 8,5 anos. Esse movimento oscilante foi observado em medições do movimento polar, do eixo rotacional da Terra e nas variações da duração do dia (ΔLOD), que indicam mudanças na velocidade de rotação da Terra.
O professor Hao Ding, coautor da pesquisa e decano do Departamento de Geofísica da Universidade de Wuhan, foi inspirado pelas estruturas de densidade não convencionais reveladas na oscilação livre da Terra.
“Meu então aluno de doutorado, Dr. Yachong An, e eu descobrimos um sinal de 8,5 anos no PM e ΔLOD, o que nos levou a realizar o presente estudo”, disse o pesquisador.
Oscilação e rotação livres da Terra
A Terra possui quatro camadas: a crosta, o manto, o núcleo externo e o núcleo interno.
Tradicionalmente, acredita-se que a rotação da Terra tem uma distribuição de densidade uniforme no manto e no núcleo na direção radial (do centro para fora). Esta suposição leva à crença de que o eixo de rotação do núcleo da Terra coincide com o do manto.
“No entanto, os resultados da oscilação livre da Terra indicam que as estruturas de densidade do interior da Terra são altamente heterogêneas, o que torna essa suposição pouco realista”, explicou o Dr. Ding.
Quando o professor Ding analisou o PM da Terra em 2018, um sinal com um período de aproximadamente 8,5 anos emergiu, sugerindo um ICW. Essa descoberta inesperada, posteriormente corroborada por um sinal semelhante no ΔLOD da rotação da Terra, provocou uma mudança de paradigma.
Com base nessas revelações, os pesquisadores analisaram meticulosamente o PM e o ΔLOD da rotação da Terra e identificaram o sinal de aproximadamente 8,5 anos no PM como a manifestação do ICW.
Essa conclusão foi alcançada após excluir três fontes externas de excitação: atmosférica, oceânica e hidrológica. Curiosamente, o sinal de 8,5 anos não está restrito apenas ao PM; ele também está consistentemente presente no movimento periódico do eixo rotacional da Terra, ou ΔLOD.
Esta presença simultânea sugere fortemente uma conexão profunda entre o ICW e essas dinâmicas rotacionais.
Inclinação estática entre o núcleo interno e o manto
Para explicar o sinal de 8,5 anos detectado no PM e no ΔLOD, os pesquisadores examinaram as amplitudes do ICW em ambos. Isso os levou a inferir a existência de um ângulo de inclinação estática de 0,17 graus entre o eixo de rotação do núcleo interno e o manto.
“Isso implica uma possível rotação diferencial para leste do núcleo interno de menos de 1 grau e um desalinhamento nos eixos de simetria entre a camada limite do manto inferior e o manto superior”, explicou o Dr. Ding.
“Esses desvios oferecem restrições importantes para o modelo tridimensional de densidade do manto e questionam as suposições sobre a forma oblata do núcleo líquido, destacando potenciais desvios de uma forma esférica perfeita calculada com base em teorias tradicionais.”
Além disso, a periodicidade de aproximadamente 8,5 anos do ICW revela outra camada de complexidade da Terra. O movimento periódico indica um aumento de densidade de cerca de 0,52 g/cm³ na fronteira do núcleo interno.
Simplificando, isso significa que existe uma mudança perceptível na densidade na fronteira entre o núcleo interno e suas camadas circundantes.
Embora a pesquisa se concentre principalmente no núcleo interno, a inclinação estática identificada e o ICW podem estender sua influência a fenômenos geofísicos mais amplos. Como o Dr. Ding explicou: “A inclinação estática também pode levar a uma mudança na forma do núcleo líquido, resultando em uma alteração no movimento do fluido e, consequentemente, uma mudança no campo geomagnético.”
Implicações para pesquisas futuras
A descoberta do ICW da Terra e sua inclinação estática associada desafia as suposições tradicionais sobre a rotação da Terra. A periodicidade de 8,5 anos do ICW, acompanhada por uma mudança notável de densidade na fronteira do núcleo interno, desvenda a complexidade das dinâmicas internas do nosso planeta.
A pesquisa futura do Dr. Ding e sua equipe visa explorar mais profundamente a estrutura estratificada e a densidade do núcleo da Terra, examinando os padrões e períodos dos movimentos do núcleo.
“A estrutura estratificada e a densidade do núcleo da Terra sempre foram um desafio na pesquisa geocientífica. Nosso objetivo é investigar mais a fundo a oscilação periódica e a rotação diferencial do núcleo da Terra, buscando esclarecer essas teorias conceituais que são distintas e podem ser desafiadoras para coexistir.”
O artigo foi publicado originalmente por Tejasri Gururaj na Phys.org.
