O oxigênio é bombeado para o núcleo externo líquido da Terra.
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BOSTON - Os vastos oceanos de magma da Terra, profundamente abaixo de nossos pés, parecem bombear oxigênio para o núcleo líquido do planeta. E esse oxigênio está moldando terremotos e vulcões em todo o nosso planeta.
Essa é a conclusão de um corpo de pesquisa que o físico da Universidade College London, Dario Alfe, apresentou terça-feira (5 de março) aqui na reunião de março da American Physical Society. Embora seja impossível observar diretamente o oxigênio no núcleo da Terra - milhares de quilômetros de rocha quente impedem essa visão - Alfe e seus colaboradores usaram uma combinação de dados sismológicos, química e conhecimento sobre a história antiga do nosso sistema solar para tirar suas conclusões.
A principal evidência de que algo como oxigênio está se escondendo no núcleo de ferro? Terremotos Os rumores que sentimos na superfície são o resultado de ondas que se movem por todo o nosso planeta. E o comportamento dessas ondas oferece pistas para o conteúdo da Terra - quase como um ultra-som de todo o planeta.
Quando as ondas do terremoto saltam do núcleo e retornam à superfície, sua forma indica que o núcleo externo do ferro líquido é significativamente menos denso do que o núcleo de ferro sólido pressurizado dentro dele. E essa diferença de densidade afeta a forma dos terremotos e o comportamento dos vulcões na superfície. Mas não é assim que o ferro puro deveria se comportar, disse Alfe à Live Science após sua palestra.
"Se o núcleo fosse puro ferro, o contraste de densidade entre o núcleo interno sólido e o líquido [núcleo externo] deveria ser da ordem de 1,5%", disse ele. "Mas a sismologia nos diz que é mais como 5%".
Em outras palavras, o núcleo externo é menos denso do que deveria, sugerindo que há algum elemento não-ferro misturado, tornando-o mais leve.
Então, isso levanta a questão: por que o elemento mais leve seria misturado com o núcleo externo, mas não com o núcleo interno sólido?
Quando os átomos estão em um estado líquido, eles fluem livremente um após o outro, possibilitando a coexistência de uma mistura de diferentes elementos, mesmo no ambiente extremo da Terra interior , disse Alfe. Mas, como pressões extremas forçam o núcleo interno a um estado sólido, os átomos de lá formam uma rede mais rígida de ligações químicas. E essa estrutura mais rigorosa não acomoda elementos estrangeiros tão facilmente. À medida que o núcleo sólido se formava, ele teria cuspido átomos de oxigênio e outras impurezas em seus arredores líquidos, como pasta de dente saindo de um tubo espremido.
"Você vê um efeito semelhante nos icebergs", disse ele.
Quando a água salgada no oceano congela, expele suas impurezas. Assim, os icebergs acabam como pedaços de água doce sólida flutuando sobre o oceano rico em sódio.
Não há evidência direta de que o elemento mais leve no núcleo líquido seja oxigênio, disse Alfe. Mas nosso planeta se formou a partir das nuvens de poeira do sistema solar primitivo e sabemos quais elementos estavam presentes ali.
A equipe de pesquisa descartou outros elementos, como o silício, que teoricamente poderiam estar presentes no núcleo com base na composição dessa nuvem, mas não explicam o efeito observado. O oxigênio foi deixado como o candidato mais provável, disse ele.
Além disso, os níveis de oxigênio teoricamente presentes no núcleo parecem mais baixos do que a química poderia prever com base no conteúdo de oxigênio do manto. Isso sugere que mais oxigênio provavelmente está sendo bombeado quimicamente para o núcleo externo, ainda hoje, do manto rico em oxigênio que o rodeia.
Questionado sobre a aparência do oxigênio no núcleo, Alfe disse não imaginar bolhas ou mesmo a ferrugem que se forma quando o ferro se liga diretamente ao oxigênio. Em vez disso, a essas temperaturas e pressões, os átomos de oxigênio flutuariam livremente entre os átomos de ferro , criando aglomerados flutuantes de ferro líquido.
"Se você pegar uma parcela de líquido que tenha 90 átomos de ferro e 10 átomos de oxigênio, essa parcela será menos densa que uma parcela de ferro puro", e assim flutuará, disse Alfe.
Para ajudar a confirmar estes resultados, Alfe disse que está ansioso pelos resultados dos esforços para medir os neutrinos formados em nosso planeta e irradiando para a superfície. Embora " geoneutrinos " sejam muito raros, eles podem oferecer muitas informações sobre o que está acontecendo especificamente no planeta quando eles aparecem.
Mas sem qualquer maneira de acessar diretamente o núcleo, os físicos sempre ficarão presos fazendo seus melhores julgamentos possíveis sobre sua composição a partir de dados secundários limitados.
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