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Uma nova técnica desenvolvida por Yingwei Fei e Lin Wang, da Carnegie, fornece uma nova visão sobre o processo pelo qual os materiais que formaram o núcleo da Terra desceram às profundezas do nosso planeta, deixando para trás vestígios geoquímicos que há muito intrigam os cientistas. Seu trabalho é publicado pela Avanços da Ciência.
A Terra se formou a partir do disco de poeira e gás que cercou nosso Sol em sua juventude. À medida que a Terra cresceu de objetos menores ao longo do tempo, o material mais denso afundou, separando o planeta em camadas distintas – incluindo o núcleo de metal rico em ferro e o manto de silicato.
“A separação do núcleo e do manto é o evento mais importante na história geológica da Terra”, explicou Fei. “A convecção no núcleo externo alimenta o campo magnético da Terra, protegendo-nos dos raios cósmicos. Sem ela, a vida como a conhecemos não poderia existir.”
Cada uma das camadas do nosso planeta tem sua própria composição. Embora o núcleo seja predominantemente de ferro, dados sísmicos indicam que alguns elementos mais leves, como oxigênio, enxofre, silício e carbono, foram dissolvidos nele e levados para o centro do planeta. Da mesma forma, o manto é predominantemente de silicato, mas suas concentrações dos chamados elementos “amantes do ferro” ou siderófilos intrigaram os cientistas por décadas.
“Entender os mecanismos pelos quais os materiais migraram através dessas camadas e identificar quaisquer remanescentes desse processo melhorará nosso conhecimento das várias maneiras pelas quais o núcleo e o manto da Terra interagiram ao longo de sua história”, acrescentou Wang.
No laboratório, os cientistas da Carnegie usam pesadas prensas hidráulicas, como as usadas para fazer diamantes sintéticos, para levar amostras de material a altas pressões, imitando as condições encontradas no interior da Terra. Isso permite que eles recriem o processo de diferenciação da Terra em miniatura e sondem diferentes maneiras possíveis pelas quais o núcleo foi formado.
Usando essas ferramentas, Wang e Fei desenvolveram um novo método de rastrear o movimento do metal líquido formador de núcleo em sua amostra à medida que ele migrava para dentro. Eles mostraram que, da mesma forma que a água filtrada através da borra de café, sob as condições dinâmicas encontradas na Terra primitiva, o ferro derretido poderia ter passado pelas rachaduras entre uma camada de cristais de silicato sólido – chamada de limite de grão – e trocado elementos químicos.
Wang e Fei sugerem que o ambiente violento da Terra primitiva teria realmente criado as circunstâncias que transformariam o manto em um gigantesco aparato de café “derramado”, permitindo a percolação de metal líquido através de uma rede interconectada. Eles analisaram as trocas químicas durante este processo de percolação. Seus resultados explicariam os elementos que amam o ferro deixados para trás no manto, lançando luz sobre uma questão geoquímica de longa data.
Olhando para o futuro, Wang e Fei acreditam que sua nova técnica é geralmente aplicável ao estudo de outros planetas rochosos e pode ajudar a responder a mais perguntas sobre as interações do núcleo e do manto que ocorrem nas profundezas de seus interiores.
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