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Temperatura do centro da Terra é 1.000 graus mais quente

Temperatura do centro da Terra é 1.000 graus mais quente
As camadas da Terra e suas temperaturas: crosta, manto superior, manto inferior, núcleo externo e núcleo de ferro sólido.[Imagem: ESRF]

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.

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.

Temperatura do centro da Terra é 1.000 graus mais quente
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.

Bibliografia:

Temperatures in the Earth's core from melting-point measurements of iron at high static pressures
R. Boehler
Nature
Vol.: 363, 534 - 536
DOI: 10.1038/363534a0

Melting of Iron at Earth’s Inner Core Boundary Based on Fast X-ray Diffraction
S. Anzellini, A. Dewaele, M. Mezouar, P. Loubeyre, G. Morard
Science
Vol.: 340 no. 6131 pp. 464-466
DOI: 10.1126/science.1233514




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