Cientistas determinaram que a temperatura nas proximidades do centro da Terra é de 6.000 graus Celsius, 1.000 graus mais quente do que os experimentos anteriores, feitos há 20 anos, haviam calculado.
Estas medições confirmam modelos geofísicos que estabelecem que a diferença de temperatura entre o núcleo e o manto sólido logo acima deve ser de pelo menos 1.500 graus Celsius para explicar porque a Terra tem um campo magnético.
As camadas da Terra e suas temperaturas:
crosta, manto superior, manto inferior, núcleo externo
e núcleo de ferro sólido.[Imagem: ESRF]
Núcleo da Terra
O núcleo da Terra é composto de um envoltório de ferro líquido em temperaturas acima de 4.000 graus e pressões de mais de 1,3 milhão de atmosferas. Sob estas condições, o ferro é líquido e flui como a água dos oceanos.
É apenas bem no centro da Terra, onde a pressão e a temperatura são ainda maiores, que o ferro se solidifica.
Análise de ondas sísmicas que passam através da Terra nos dão informações sobre a espessura dos núcleos sólido e líquido, e até mesmo como a pressão aumenta com a profundidade rumo ao interior do planeta.
No entanto, essas ondas não dão informações sobre a temperatura, que tem uma influência importante sobre o movimento do material no núcleo líquido e no manto sólido acima dele.
Na verdade, a diferença de temperatura entre o manto e o núcleo é o principal motor dos movimentos térmicos de larga escala que, juntamente com a rotação do planeta, atuam como um dínamo para gerar o campo magnético da Terra.
Um feixe muito fino de raios-X síncroton foi usado para detectar quando o ferro sólido começa a derreter. A fusão altera a estrutura cristalina do metal, alterando o "padrão de difração", que desvia os raios-X que atravessam a amostra. [Imagem: ESRF/Denis Andrault]
Raio X do centro da Terra
Para gerar uma imagem precisa do perfil de temperatura no centro da Terra, os cientistas observam o ponto de fusão do ferro sob diferentes pressões em laboratório.
Para isso, eles usam uma bigorna de diamante para comprimir amostras de ferro minúsculas a pressões de vários milhões de atmosferas, e poderosos raios laser para aquecê-las até 4.000 ou até 5.000 graus Celsius.
Mas esses experimentos estão longe de ser simples. Por exemplo, a amostra deve ser isolada termicamente, não pode reagir com o ambiente, e o que acontece nela deve ser visto por inteiro, e não apenas na superfície - tudo durante os segundos que o experimento dura.
É aí que entram os raios X.
"Nós desenvolvemos uma nova técnica na qual um feixe intenso de raios X do síncrotron pode sondar uma amostra e deduzir se ela é sólida, líquida ou parcialmente líquida em apenas um segundo, por meio de um processo conhecido como difração," explica Mohamed Mezouar, um dos autores do estudo.
"Isto é suficientemente rápido para manter a temperatura e a pressão constantes e, ao mesmo tempo, evitar quaisquer reações químicas," complementa.
O experimento mostrou a fusão do ferro até 4.800 graus Celsius e pressão de 2,2 milhões de atmosferas.
Em seguida, os pesquisadores utilizaram uma técnica de extrapolação para determinar que, sob 3,3 milhões de atmosferas - a pressão na fronteira entre as partes líquida e sólida do núcleo - a temperatura é de 6.000 graus, com uma tolerância de 500 graus para mais ou para menos.
O experimento também revelou um fenômeno chamado recristalização na zona externa da amostra de ferro, que levou Reinhard Boehler e sua equipe, em 1993, a chegar a um valor 1.000 graus mais baixo.
Fonte: Geofísica Brasil
