Geologia

O núcleo interno da Terra tem apenas um bilhão de anos ... muito mais jovem do que a maioria de nós pensava

2024

Um bilhão de anos não é o período de tempo insondável que nós, humanos, estamos realmente por perto em termos cósmicos. Nem é muito para o nosso planeta.

Estima-se que a Terra tenha cerca de 4,6 bilhões de anos. Até agora, estimava-se que seu núcleo estava mais próximo dessa idade, mas recriar as condições do núcleo interno em um laboratório mudou tudo isso. O núcleo interno é feito de ferro sólido circundado por um núcleo externo de ferro líquido. Um experimento alucinante por uma equipe internacional de cientistas revelou uma idade muito mais jovem para o núcleo interno da Terra do que era anteriormente assumido por muitos (embora ainda seja velho o suficiente para os dinossauros em Jornada ao centro da Terra para ser historicamente preciso).

O experimento descobriu qual deve ser a idade do núcleo interno medindo sua condutividade térmica, ou capacidade de transferir calor por condução.

A condutividade térmica do núcleo determina a taxa de resfriamento do núcleo e a taxa de crescimento do núcleo interno. Portanto, pode nos dizer a idade do núcleo interno e as fontes de energia e o mecanismo para alimentar o geodinamo , o físico Youjun Zhang, co-autor de um estudo publicado recentemente em Cartas de revisão física , disse a SYFY WIRE.

Colisões e subsequente transferência de calor entre átomos ou moléculas que já estão próximos uns dos outros determinam até que ponto o núcleo conduz calor , e o que alimenta o geodinamo, ou a força que mantém nosso campo magnético forte . Essa força é o ferro líquido no núcleo externo. Ele também contém elementos mais leves, como carbono, hidrogênio, oxigênio, silício e enxofre. Descobrir a força do campo magnético e como o geodinamo surgiu também pode nos dizer sobre a habitabilidade do nosso planeta, uma vez que o campo magnético afasta os raios cósmicos nocivos e impede que a Terra se transforme em um deserto repleto de radiação como Marte.

Mas espere. O paradoxo do geodinamo, que questionava a viabilidade da convecção térmica em curso, dependendo do nível de condutividade térmica do núcleo, estava no caminho. Não havia nenhuma maneira de o geodinamo ter sido alimentado em um estágio inicial da evolução da Terra se sua condutividade térmica fosse muito alta, uma vez que um núcleo externo jovem e quente teria se formado mais tarde, sem tempo suficiente para esfriar. A idade estimada do núcleo aumentaria dependendo de quão baixa a condutividade térmica do geodinamo fosse encontrada. Quanto mais cedo o geodinamo fosse energizado, mais tempo ele teria para esfriar, adicionando anos (mais como éons, neste caso) ao núcleo.

Crédito: NASA

Zhang e sua equipe precisavam ver se conseguiriam resolver isso se desenterrassem a idade do núcleo interno, que tem uma pressão maior do que um milhão de atmosferas e temperaturas que poderiam ser mais altas do que a superfície do Sol. Foi quando eles trouxeram algum metal fundido hardcore.

Determinamos a condutividade elétrica e térmica de espremer o ferro aquecido a laser como o principal componente do núcleo em condições simuladas do núcleo da Terra por meio de experimentos e teoria, disse ele. A condutividade térmica acabou sendo 30-50% menor do que o estudo anterior encontrado, e suporta um geodinamo impulsionado por convecção térmica na fase inicial e por ambos os convecção composicional nos dias atuais.

A condutividade térmica do geodinamo também pode ter sido afetada pela presença de elementos mais leves que se dissolveram no ferro fundido quando ele se formou pela primeira vez, especialmente o silício. Isso pode significar que esses elementos estão tornando-o menos condutor térmico. A baixa condutividade de elementos mais leves pode ser confundida com o tempo de resfriamento e também explicar a razão pela qual tantas estimativas para a idade do núcleo da Terra estavam no lado superior, embora uma estimativa recente antes do experimento de Zhang fosse de meros 565 milhões de anos, difícil de acreditar com um planeta com bilhões de anos. A convecção térmica e a convecção composicional mantêm o geodinamo ativo para que possa continuar a impedir que a Terra se transforme em marciano.

Existem três requisitos principais para um dínamo ativo, explicou Zhang. Estes são um núcleo externo de fluido eletricamente condutor, energia cinética pela rotação da Terra e uma fonte de energia interna para manter o movimento de convecção do fluido. A fonte de energia interna inclui energia térmica e composicional que impulsiona a convecção. Qual tipo de convecção é válido depende da condutividade térmica do núcleo.

O campo magnético da Terra é pensei ter cravado cerca de um bilhão de anos atrás, o que tem sido comprovado pela forma como os materiais magnéticos estão dispostos nas rochas dessa idade. Esse pico provavelmente ocorreu por causa do aumento drástico no magnetismo da Terra quando o núcleo interno se formou. A composição dessas rochas é mais uma evidência da idade atualizada do núcleo.

O geodínamo inicial foi impulsionado principalmente pela convecção térmica antes da formação do núcleo interno, enquanto com o crescimento do núcleo interno, é impulsionado por convecção térmica e composicional, disse Zhang.