3130: O manto e a crosta travam uma batalha ardente

CIÊNCIA

sheaday / Flickr

O núcleo quente e pegajoso da Terra e a sua cama externa fria e dura são responsáveis ​​pelo movimento das placas tectónicas. Agora, novas pesquisas revelam um equilíbrio intrigante de poder: o manto a escorrer cria super-continentes, enquanto que a crosta os separa.

Uma equipa de cientistas criou um novo modelo de computador da Terra, com a crosta e o manto a serem considerados um sistema contínuo.

Com o tempo, cerca de 60% do movimento tectónico na superfície do nosso planeta virtual foi impulsionado por forças bastante rasas – nas primeiras 100 milhas da superfície. A convecção profunda e agitada do manto foi responsável pelo resto.

O manto tornou-se particularmente importante quando os continentes foram unidos para formar super-continentes, enquanto que as forças rasas dominaram quando os super-continentes se separaram no modelo.

Esta “Terra virtual” é o primeiro modelo de computador que “vê” a crosta e o manto como um sistema dinâmico e inter-conectado, escreveram os investigadores num artigo publicado no final de Outubro na Science Advances.

Até agora, os cientistas faziam modelos de convecção movida a calor no manto que correspondiam às observações do manto real, mas não imitavam a crosta. Os modelos das placas tectónicas na crosta podiam prever observações reais do movimento das placas, mas não combinavam com as observações do manto. Ou seja, algo estava a falhar na maneira como os modelos combinavam ambos os sistemas.

“Os modelos de convecção eram bons para o manto, mas não as placas, e as placas tectónicas eram boas para as placas, mas não o manto”, resumiu Nicolas Coltice, professor da escola Ecole Normale Supérieure, parte da Universidade PSL, em Paris. “E toda a história por trás da evolução do sistema é o feedback entre os dois.”

Crosta e manto: uma relação sem fim

A crosta e o manto fazem parte do mesmo sistema e estão inevitavelmente ligados.Esta premissa levanta uma questão: se forças na superfície – como a sub-ducção de um pedaço de crosta sob outro – ou forças profundas no manto estão a impulsionar o movimento das placas que compõem a crosta.

Nicolas Coltice, e a sua equipa responderam à questão e descobriram que a pergunta está mal colocada, dado que as duas camadas estão tão entrelaçadas e ambas contribuem.

Coltice disse ao Live Science que a equipa tem vindo a trabalhar em modelos de computador que podem representar as interacções crosta-manto de maneira realista.

No início dos anos 2000, alguns cientistas desenvolveram modelos de movimento accionado pelo calor (convecção) no manto, que naturalmente deram origem a algo que parecia superfície tectónica de placas. Mas esses modelos eram muito trabalhosos e não recebiam muito trabalho de acompanhamento.

A equipa trabalha já há oito anos na sua nova versão dos modelos, e só a execução da simulação demorou 9 meses. Assim, o primeiro passo dos investigadores foi criar uma “Terra virtual”, o mais realista possível.

No entanto, o modelo não é o reflexo perfeito da Terra. O programa, por exemplo, não acompanha as deformações das rochas mais antigas, ou seja, no modelo, as rochas que se deformaram antes não são propensas a deformarem-se mais facilmente no futuro.

Ainda assim, o modelo é real, tanto quanto possível. Além de mostrar que as forças do manto dominam os continentes quando estes se juntam, os cientistas descobriram que as colunas quentes de magma, chamadas plumas do manto, não são a principal razão pela qual os continentes se separam.

As zonas de sub-ducção são os motores do colapso continental – as plumas do manto entram em cena mais tarde. As plumas ascendentes pré-existentes podem atingir rochas superficiais que foram enfraquecidas pelas forças criadas nas zonas de sub-ducção. Nesses pontos mais fracos juntam-se, tornando mais provável que o super-continente se desloque.

O próximo passo, adiantou Coltice, é unir o modelo e o mundo real com observações. No futuro, o modelo pode ser usado para explorar tudo, desde os principais eventos do vulcanismo, os limites das placas se formam e até de que forma o manto se move em relação à rotação da Terra.

ZAP //

Por ZAP
3 Dezembro, 2019

spacenews

 

2439: O calor da crosta terrestre poderia tornar-se na fonte suprema de energia

Mitch Battros / Earth Changes Media

A necessidade urgente de reduzir as emissões e a ascensão das energias renováveis alterou substancialmente a forma como abastecemos a nossa geração de energia.

Uma das tecnologias mais emergentes do mundo são aquelas destinadas a produzir energia. Além das fontes de geração de energia já existentes, há uma outra permanente, enorme e inexplorada: a energia geotérmica.

A energia geotérmica é derivada do calor da Terra. Produzir este tipo de energia requer dispositivos que possam, de alguma forma, fazer uso do calor dentro da crosta terrestre.

Recentemente, uma equipa de cientistas do Tokyo Institute of Technology fizeram progressos significativos no desenvolvimento de células térmicas sensibilizadas (STCs), um tipo de bateria que pode gerar energia eléctrica a 100℃ ou menos.

Os investigadores propuseram o uso de STCs como um novo método para converter calor directamente em energia eléctrica usando células solares sensibilizadas por corantes. De seguida, os cientistas substituíram o corante por um semicondutor para permitir que o sistema trabalhasse usando calor em vez de luz, explica o Tech Explorist.

(dr) Sachiko Matsushita

A bateria desenvolvida é composta por três camadas intercaladas entre eléctrodos: uma camada de transporte de electrões (ETM), uma camada de semicondutor (germânio) e uma camada de electrólito sólido (iões de cobre). Os electrões passam de um estado de baixa energia para um estado de alta energia no semicondutor, tornando-se termicamente excitados e, depois, transferidos naturalmente para o ETM.

Depois desse processo, os electrões viajam do eléctrodo, passam por um circuito externo e pelo eléctrodo do contador e alcançam o electrólito. Em ambas as interfaces do electrólito, acontecem reacções de oxidação e redução envolvendo iões de cobre, resultando na transferência de electrões de baixa energia para a camada semi-condutora, para que o processo possa iniciar um novo circuito, completando assim um circuito eléctrico.

Durante a experiência, os cientistas descobriram que a electricidade parou de fluir após um período específico e propuseram um mecanismo para explicar esse fenómeno: a corrente pára porque as reacções redox na camada de electrólito terminam devido à realocação dos diferentes tipos de iões de cobre.

O que mais entusiasma os cientistas é o facto de esta bateria ser capaz de reverter a própria situação na presença de calor abrindo o circuito externo durante um período curto de tempo.

Sachiko Matsushita, líder da investigação, cujo artigo científico foi recentemente publicado no Journal of Materials Chemistry A, disse que, “com este projecto, o calor, geralmente considerado como energia de baixa qualidade, poderia tornar-se numa óptima fonte de energia renovável”.

“Estamos muito entusiasmados com a descoberta por causa da sua aplicabilidade, ecologia e potencial para ajudar a resolver a crise global de energia”, rematou.

ZAP //

Por ZAP
13 Agosto, 2019

 

1572: Investigadores descobrem o “berço” de todos os continentes da Terra

NASA

Os continentes da Terra poderão ter nascido por baixo de uma cordilheira gigante, como a Cordilheira dos Andes.

O estudo de Ming Tang, da Universidade Rice, publicado na revista Nature Communications, sugere que a crosta terrestre do Planeta Azul se formou muito profundamente, por baixo dos grandes arcos continentais montanhosos.

“Se as nossas conclusões estiverem corretas, cada pedaço de terra em que estamos sentados teve o seu início em algum local como os Andes ou o Tibete, com superfícies muito montanhosas“, afirmou Ming Tang ao Science Daily.

Os investigadores afirmam que, para entender como exactamente se formaram os continentes e de que maneira cresceram ao ponto de cobrir 30% do planeta, há que prestar atenção a dois elementos químicos “gémeos”, que estão entre os elementos mais raros da Terra: nióbio e tântalo.

“Têm propriedades químicas muitos semelhantes e comportam-se de maneira quase idêntica na maioria dos processos geológicos”, explicou Tang.

O cientistas observou que “em média, as rochas da crosta continental têm aproximadamente 20% menos nióbio do que deviam, em comparação com o que vemos noutros lugares” e que o mistério da formação dos continentes poderia ser encontrado com a descoberta do “nióbio perdido”.

E parece que os investigadores encontraram uma explicação para este fenómeno. Tang e a sua equipa descobriram que, a temperaturas superiores a 1.000ºC, o mineral conhecido como rútilo retêm as suas proporções normais entre nióbio e tântalo. Contudo, quando as temperaturas são inferiores a esse valor, o material começa a “preferir” o nióbio.

Segundo Tang, o único local conhecido com este conjunto de condições encontra-se por baixo dos arcos continentais, como os Andes.

O autor do estudo sublinhou a importância do achado, afirmando que os ditos arcos são os “componentes básicos dos continentes” e que são “como um sistema mágico que une tudo, desde os clima e as concentrações de oxigénio na atmosfera até aos depósitos de mineral”.

ZAP // Russia Today

Por ZAP
9 Fevereiro, 2019

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