4910: Quanto tempo falta até o núcleo da Terra colapsar?

CIÊNCIA/GEOLOGIA

Na crosta terrestre as temperaturas têm-se mantido relativamente estáveis durante todo o ano. Contudo, mais abaixo, onde se encontra o núcleo da Terra, o cenário pode não ser tão simpático. Os cientistas têm trabalhado arduamente para descobrir quanto tempo mais tem o núcleo da Terra pela frente.

Então, a dúvida que se coloca é quanto tempo falta até que o núcleo do nosso planeta fique sem combustível?

Temperaturas exorbitantes no núcleo da Terra

Conforme sabemos, o núcleo da Terra é uma parte essencial para que seja possível habitarmos aqui. Além de outras características, é um dos elementos de protecção com o qual estamos equipados para sobrevivermos à radiação solar.

Então, os cientistas acreditam que o núcleo da Terra excede os 10 mil graus Celsius. Ou seja, atinge temperaturas superiores às encontradas na superfície do Sol.

Segundo alguns estudos, estas temperaturas resultam de um combinar de alguns factores. Estarão em causa a decomposição dos outrora elementos radioactivos, o calor remanescente da formação planetária e o calor libertado à medida que o núcleo externo líquido solidifica perto do seu limite com o núcleo interno.

Além disso, o núcleo da Terra mantém-se quente graças a duas fontes de “combustível” distintas. Por um lado, a energia deixada pela formação do planeta. Por outro lado, a energia nuclear que existe devido à decomposição radioactiva natural.

Isto, porque a formação do planeta ocorreu numa altura em que o sistema solar estava repleto de energia. Ou seja, nessa altura a Terra estava repleta de actividade vulcânica.

Contrariamente à crosta e ao manto, que são muito ricos em minerais, o núcleo da Terra pensa-se ser composto quase inteiramente de metal, especificamente ferro e níquel.

Quanto tempo de vida terá o núcleo da Terra?

Apesar de ser incrivelmente quente, os cientistas estão a tentar perceber quanto tempo aguentará o núcleo da Terra com estas temperaturas exorbitantes. Um grupo da Universidade de Maryland afirma ser capaz de desvendar a questão num horizonte de quatro anos.

Conduzir o movimento tectónico da placa terrestre e alimentar o seu campo magnético requer uma quantidade gigante de energia. Essa energia advém exactamente do núcleo da Terra. Contudo, os cientistas defendem que o núcleo está a arrefecer muito lentamente.

Embora o calor primordial se tenha dissipado em grande parte, existe uma outra forma de calor a aquecer a crosta e o manto da Terra. De forma natural, existem grandes quantidades de material radioactivo nas profundezas da Terra, com algum dele a residir em torno da crosta. Durante o processo natural de decomposição desse material, o calor é libertado.

Posto isto, os cientistas sabem que o calor flui do interior da Terra para o espaço. Contudo, não sabem quanto desse calor é primordial.

Tempo de vida do núcleo da Terra difícil de calcular

Então, os cientistas estão perante dois lados distintos da moeda: se o calor for predominantemente primordial, a Terra arrefecerá mais depressa; se for criado em parte pela decadência radioactiva, o calor da Terra irá durar mais tempo.

Neste momento, apesar da quantidade de combustível que resta para alimentar os mecanismos do planeta ser estimada, os resultados diferem bastante. Então, desconhece-se a quantidade de energia primordial e radioactiva que efectivamente resta no núcleo da Terra.

Para detectar a quantidade de combustível que resta, os cientistas utilizam sensores avançados para detectar algumas partículas subatómicas. Estas que são geradas a partir de reacções nucleares que ocorrem dentro de estrelas, super-novas, buracos negros e reactores nucleares de origem humana.

Assim sendo, os detectores maciços estão enterrados mais de um quilómetro na crosta terrestre. Apesar de ser um trabalho extremamente difícil, o detector pode identificar as partículas quando estas colidem com átomos de hidrogénio no interior do aparelho.

Posteriormente à contagem do número de colisões, os cientistas são capazes de determinar o número de átomos de urânio e de tório que permanecem no planeta. Infelizmente, os detectores que existem detectam apenas 16 eventos por ano e tornam o processo demasiado lento. Contudo, os cientistas esperam que o avanço tecnológico venha a alterar esta realidade.

Mostrando a rapidez com que o planeta arrefeceu desde o seu nascimento, podemos estimar quanto tempo este combustível irá durar.

Disse Wiliiam McDonough, professor de geologia da Universidade de Maryland.

Apesar de parecer um cenário preocupante, a verdade é que o processo levaria milhares de milhões de anos. Além disso, o Sol irá provavelmente desaparecer muito antes do núcleo da Terra, em cerca de 5 mil milhões de anos.

Núcleo interior sólido da Terra tem cerca de mil milhões de anos

A Terra, como a conhecemos actualmente, é constituída por várias camadas. De acordo com uma nova investigação, o núcleo interior sólido do planeta, tem apenas mil milhões de anos. Aliás, a solidificação desse núcleo … Continue a ler

Autor: Ana Sofia
04 Jan 2021


4251: O núcleo interno da Terra é mais jovem do que se pensava

CIÊNCIA/GEOFÍSICA

Mitch Battros / Earth Changes Media

Em algum momento da história do nosso planeta, o núcleo totalmente líquido arrefeceu o suficiente para formar uma bola sólida ao centro. Hoje, o núcleo da Terra consiste num núcleo interno de ferro sólido cercado por um núcleo externo de ferro derretido, mas determinar exactamente quando essa mudança ocorreu é um verdadeiro desafio.

Uma nova investigação, levada a cabo por cientistas da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, conseguiu melhorar a estimativa da idade do núcleo interno sólido do nosso planeta, colocando-o entre os 1.000 e os 1.300 milhões de anos.

Estes novos resultados colocam o núcleo na extremidade mais jovem de um espectro de idade que geralmente varia de cerca de 1,3 mil milhões a 4,5 mil milhões de anos, mas também o torna um pouco mais velho do que uma estimativa recente de apenas 565 milhões de anos. As conclusões foram publicadas na Physical Review Letters.

De acordo com o Science Alert, a eficácia do ferro na transferência de calor por condução, conhecida por condutividade térmica, foi a chave para determinar um conjunto vasto de características do núcleo, incluindo quando é que foi formado.

Desvendar este mistério dependia, segundo os cientistas, da medição directa da condutividade do ferro em condições semelhantes às do núcleo, onde a pressão é superior a 1 milhão de atmosferas e as temperaturas podem rivalizar com as encontradas na superfície do Sol.

Para chegar a esta estimativa, a equipa de investigadores conduziu uma experiência na qual conseguiu alcançar as condições perfeitas espremendo amostras de ferro aquecidas a laser entre duas bigornas de diamante. Para obterem estes resultados, os cientistas demoraram dois anos.

A condutividade medida pela equipa é 30% a 50% inferior à condutividade da estimativa do núcleo jovem e sugere que a geodinâmica foi mantida por duas fontes de energia: convecção térmica e convecção composicional.

No início, a geodinâmica era mantida apenas por convecção térmica. Agora, cada mecanismo desempenha um papel igualmente importante.

ZAP //

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1 Setembro, 2020

 

 

3781: Descoberto novo tipo de matéria exótica no “coração” das estrelas de neutrões

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA/FÍSICA

Jyrki Hokkanen, CSC – IT Center for Science

Uma investigação levada a cabo por um grupo de cientistas da Finlândia encontrou fortes evidências da existência de matéria exótica de quarks no interior dos núcleos das maiores estrelas de neutrões.

Em comunicado, os cientistas explicam que chegaram a esta conclusão ao combinar resultados recentes da Física teórica nuclear e de partículas teóricas com medições de ondas gravitacionais de colisões de estrelas de neutrões.

“Confirmar a existência de núcleos de quarks no interior de estrelas de neutrões tem sido um dos objectivos mais importantes na física de estrelas de neutrões, uma vez que esta possibilidade foi acolhida pela primeira vez há cerca de 40 anos”, explicou o Aleksi Vuorinen, professor do Departamento de Física da Universidade de Helsínquia, na Finlândia, e co-autor do estudo citado na mesma nota.

Até então, não era claro se a matéria existente nos núcleos das estrelas de neutrões mais massivas entra em colapso num estado ainda mais exótico – chamado matéria de quarks -, onde os núcleos deixam de existir, explica a Europa Press.

No novo estudo, cujos resultados foram recentemente publicados na revista científica Nature Physics, os cientistas afirmam que a resposta a esta questão é sim: no interior dos núcleos das estrelas de neutrões, existe matéria exótica de quarks.

A mesma publicação sublinha que a matéria que existe no “coração” dos núcleos das estrelas de neutrões estáveis mais massivas é bem mais semelhante com a matéria de quarks do que com a matéria nuclear comum.

Entende-se por estrela de neutrões um núcleo colapsado de uma grande estrela que, antes de colapsar, terá tido entre 10 a 29 massas solares.

As estrelas muito mais massivas do que o nosso Sol geralmente terminam as suas vidas como uma estrela de neutrões ou como um buraco negro. As estrelas de neutrões emitem pulsos regulares de radiação que permitem a sua detecção.

ZAP //

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4 Junho, 2020

 

 

3563: Núcleo da Terra pode ter uma “fuga” de ferro pesado (e chegar até à superfície)

CIÊNCIA

Simone Marchi

Uma equipa de geólogos da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, concluiu, depois de analisar as camadas internas da Terra, que o núcleo líquido do nosso planeta pode estar a libertar isótopos de ferro pesado.

Os cientistas sugerem que uma queda significativa da temperatura do núcleo de ferro líquido da Terra para o manto de rocha exterior empurra os isótopos de ferro mais pesados para a superfície do planeta, enquanto que os mais leves permanecem no interior do núcleo terrestre, explica o portal Science Daily.

A “fronteira” entre o núcleo de ferro líquido e o manto rochoso terrestre fica a cerca de 2.900 quilómetros abaixo da superfície da Terra, explicam os cientistas no novo estudo, cujos resultados foram recentemente publicados na revista especializada Nature Geoscience, dando conta que é nesta transição que a temperatura cai mais de 1.000 graus do núcleo mais quente para o manto mais frio.

“Os resultados sugerem que o ferro do núcleo tem estado a infiltrar-se no manto há mil milhões de anos”, disse o autor principal do estudo, Charles Lesher.

Os procedimentos, levados a cabo a altas temperaturas e pressões, poderiam também explicar porque é que existem mais isótopos pesados de ferro nas rochas do do mando do que nos meteoritos de condritos, o principal material do início do Sistema Solar.

Simulações computorizadas realizadas pelo geólogos mostram ainda que o ferro do núcleo pode mesmo chegar à superfície, afirmando os cientistas que este fenómeno poderia explicar os altos níveis de depósitos de ferro encontrados em erupções vulcânicas nas costas de Samoa e do Havai.

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Por ZAP
18 Abril, 2020

 

3248: Está a “nevar” ferro no núcleo da Terra

CIÊNCIA

Mitch Battros / Earth Changes Media

Uma equipa de cientistas propôs um modelo que explica o carácter das ondas sísmicas que passam através da Terra. Segundo o estudo, na fronteira entre a parte exterior e a interior do núcleo, existe uma camada de suspensão que contem cristais de ferro.

Os processos que ocorrem no núcleo da Terra afectam a vida geológica o nosso planeta, definindo o carácter do campo magnético e da tectónica global.

Durante várias décadas, os cientistas tentaram encontrar uma explicação para o facto de as ondas elásticas que se propagam nas profundezas do nosso planeta desacelerarem quando passam através das camadas inferiores do núcleo exterior.

Além deste estranho comportamento, há uma notória diferença entre as formas como as ondas são propagadas de ambos os lados do núcleo. No hemisfério oriental, a velocidade é maior do que no ocidental, como se a superfície exterior do núcleo interior estivesse coberta por um material viscoso. Já no lado ocidental, a espessura da cobertura é maior.

Cientistas da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, e da Universidade de Sichuan, na China, desenvolveram um modelo que explica as características da passagem das ondas sísmicas através do núcleo.

Os autores do artigo científico, publicado na JGR Solid Earth, sugerem que, por cima, o núcleo interior da Terra+ esteja coberto por uma camada de “neve” de ferro – partículas minúsculas que se formam no núcleo exterior líquido e caem sobre a superfície do interior sólido, formando sobre este uma camada de mais de 300 quilómetros de espessura.

De acordo com o Sputnik News, os investigadores compararam a formação da “neve” de ferro no núcleo exterior com o processo que ocorre dentro das câmaras magmáticas, quando determinados minerais se cristalizam e se depositam no fundo da câmara.

“O núcleo metálico da Terra funciona pelo princípio da câmara magmática na crosta”, explica Jung-Fu Lin, professor da Universidade do Texas, que participou nesta investigação.

Esta camada de sedimento é a causa do desvio do movimento real das ondas sísmicas das previsões teóricas. A camada de “neve” retarda as ondas sísmicas, principalmente no hemisfério ocidental, onde é mais espessa.

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Por ZAP
23 Dezembro, 2019

 

 

1970: O núcleo da Terra e o tempero para saladas têm uma coisa em comum

CIÊNCIA

Mitch Battros / Earth Changes Media

Cientistas da Universidade de Yale encontraram um aspecto em comum entre o núcleo da Terra e o tempero para saladas. A descoberta ajuda a compreender as mudanças no campo magnético terrestre ao longo da história.

O campo magnético da Terra é tão essencial que, sem ele, não seria possível existir vida no planeta. No entanto, vários aspectos da sua composição permanecem um mistério para a ciência.

Agora, investigadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descobriram uma nova informação nas mudanças do campo magnético terrestre que, segundo os cientistas, “pode parecer familiar para quem já temperou uma salada“.

O campo magnético da Terra é produzido no centro do planeta e é um escudo que o protege contra a radiação dos ventos solares.

Cientistas liderados por Kanani K.M. Lee, professora no departamento de Geologia e Geofísica em Yale, descobriram que ligas de ferro fundido formam dois líquidos distintos quando estão em condições semelhantes às que existem no núcleo da Terra. Isto é explicado por um processo chamado “imiscibilidade“, ou seja, que não se mistura.

“Observamos com frequência na vida quotidiana a imiscibilidade de líquidos, como quando o azeite e o vinagre ficam separados em temperos para saladas“, disse a investigadora de Yale e principal autora do estudo publicado na revista da Academia das Ciências dos Estados Unidos, Sarah Arveson.

“É surpreendente que essa separação possa ocorrer nessas condições, quando os átomos são forçados muito perto uns dos outros sob a imensa pressão que existe no núcleo da Terra”, acrescentou Arveson.

Núcleo

O campo magnético estende-se desde o interior do nosso planeta até ao espaço, onde se encontra com o vento solar, a corrente de partículas carregadas que emanam do Sol. O campo magnético é gerado por correntes eléctricas que, por sua vez, resultam do movimento de correntes de convecção de metal fluido no núcleo externo da Terra.

O núcleo interno de ferro sólido tem cerca de 5,7 mil graus de temperatura, mas a pressão causada pela força da gravidade impede que se torne líquido. O ponto de fusão do ferro aumenta à medida que aumenta a pressão.

À volta desse núcleo interno encontra-se o núcleo externo, uma capa de 2 mil quilómetros de espessura composta por ferro, níquel e pequenas quantidades de outros metais em estado líquido, na qual a pressão é mais baixa e o metal está fundido. O núcleo externo está 2,9 mil quilómetros abaixo da superfície.

Kelvinsong / Wikimedia

A imiscibilidade em ligas complexas fundidas é comum à pressão atmosférica e tem sido documentada extensivamente pela metalurgia e especialistas em materiais.

Até ao momento, estudos relacionados com o comportamento de ligas imiscíveis sob altas pressões estavam limitados às pressões encontradas no manto superior da Terra, entre a crosta terrestre e seu núcleo.

Embora este líquido quente esteja sob movimento forte e constante devido à convecção, possui uma camada líquida distinta no topo. E ondas sísmicas que se movem através do núcleo externo viajam mais lentamente nesta camada superior.

Duas camadas que não se misturam

Cientistas já supuseram várias teorias para explicar essa camada líquida, incluindo a ideia de que as ligas de ferro imiscíveis formam camadas no núcleo, mas até agora não se tinha encontrado nenhuma evidência teórica ou experimental para provar isso.

Através de experiências com células de diamante aquecidas com laser para gerar alta pressão e simulações computacionais, os investigadores de Yale reproduziram as condições encontradas no núcleo externo da Terra.

Dessa forma, conseguiram demonstrar a existência de duas camadas distintas de líquido fundido: um líquido pobre em oxigénio, com ferro e silício, e um líquido de ferro, silício e oxigénio.

Como a camada de ferro, silício e oxigénio é menos densa, esta eleva-se bastante na parte superior, formando uma capa de líquido rico em oxigénio.

“O nosso estudo apresenta a primeira observação de alterações de metais fundidos imiscíveis em condições tão extremas, o que dá a entender que a imiscibilidade em metais fundidos pode prevalecer a altas pressões“, destacou Lee.

A descoberta dos investigadores de Yale ajudará a compreender, segundo os cientistas, as condições na Terra primitiva e as mudanças no campo magnético terrestre ao longo da história.

ZAP // BBC

Por ZAP
13 Maio, 2019


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1549: O núcleo da Terra começou a solidificar-se há 500 milhões de anos

Mitch Battros / Earth Changes Media

Cristais de rocha antigos encontrados no leste do Canadá foram apresentados como evidência de que o início da solidificação do núcleo da Terra foi há 500 milhões de anos.

Num artigo publicado na revista Nature Geoscience, os investigadores Richard Bono e John Tarduno, da Universidade de Rochester, e Francis Nimmo e Rory Cottrel, da Universidade da Califórnia, descrevem a sua análise aos cristais, o que encontraram e porque acreditam que os seus resultados oferecem pistas sobre a formação do núcleo interior da Terra.

Os cientistas planetários encontraram provas sólidas que sugerem que a Terra tem um núcleo interno e outro externo. Acredita-se que o núcleo interno é sólido, enquanto que o núcleo externo é feito de material fundido.

Evidências anteriores também indicavam que todo o núcleo já foi líquido, mas, à medida que o interior arrefeceu, a parte mais interna começou a cristalizar-se.

É neste ponto que os cientistas não estão de acordo. Alguns sugerem que o início da solidificação começou há 2,5 mil milhões de anos. Outros acreditam que o fenómeno é muito mais recente – tão recente como há 500 milhões de anos. Neste novo esforço, os investigadores encontraram evidências que suportam a última teoria.

O trabalho dos investigadores incluiu uma análise cuidadosa dos cristais de plagioclase e piroxena, que remontam a aproximadamente 565 milhões de anos atrás. Os cristais são importantes porque contêm troços de metais chamados inclusões.

As inclusões são muito pequenas, semelhantes a agulhas e alinham-se com o campo magnético da Terra quando estão embutidas no cristal.

Dado que o campo magnético da Terra se gera pela actividade no núcleo interno, as inclusões são um meio para determinar o estado do núcleo durante o tempo em que se formaram os cristais.

Os investigadores relataram que a sua análise mostrou que o campo magnético era significativamente mais fraco do que no presente, sugerindo que a solidificação do núcleo deve ter ocorrido logo após ou, então, que o campo magnético tinha colapsado completamente. Porém, segundo a teoria, o campo magnético não colapsou porque, como o núcleo interno se solidificou, o campo magnético tornou-se mais forte.

ZAP // Europa Press

Por ZAP
3 Fevereiro, 2019

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1179: Cientistas confirmam pela primeira vez que o núcleo da Terra é sólido

CIÊNCIA

Mitch Battros / Earth Changes Media

Pela primeira vez, um grupo de geólogos conseguiu confirmar que o núcleo interno da Terra é efectivamente sólido, revelando que este é também mais macio do que se pensava. A descoberta pode ser especialmente importante para compreender a formação do nosso planeta.

A investigação, levada a cabo por uma equipa de cientistas da Universidade Nacional Australiana (ANU), foi publicada nesta sexta-feira na revista Science Magazine.

Os cientistas recorreram a um novo método que serve para detectar “sussurros” suaves das ondas sísmicas, as chamadas ondas de corte ou ondas “J”. De acordo com os geólogos, estas ondas – que apenas se propagam através de objectos sólidos – foram detectadas no núcleo interno da Terra provando, desta forma, que o seu interior é sólido.

“Descobrimos que o núcleo interno é realmente sólido, mas também acreditamos que é mais macio do que se pensava até então”, disse o professor Hrvoje Tkalcic em comunicado a que a agência Europa Press teve acesso.

Segundo os cientistas, e a confirmarem-se os seus cálculos, o núcleo interno tem algumas propriedades semelhantes às do ouro e da platina. A equipa sublinhou ainda a importância da descoberta: “O núcleo interno é como uma cápsula do tempo. Se o entendermos, entendemos como é que o planeta foi formado e evoluiu”, explicaram.

As chamadas ondas de corte do núcleo são tão pequenas e fracas que não é possível observá-las directamente. Por isso, detectá-las seria considerado o “Santo Graal” da sismologia global desde de que os cientistas previram, há 80 anos e pela primeira vez, que o núcleo interno da Terra é sólido.

Método semelhante já foi usado na Antárctida

Para fazer esta confirmação, os cientistas foram obrigados a desenvolver um método científico mais criativo. Por isso, recorreram ao chamado método de correlação do campo de onda, que analisa as semelhanças entre sinais de dois receptores depois de um grande terramoto, em vez de analisar a chegada da onda de forma directa.

Segundo a publicação, uma técnica semelhante tem sido utilizada pelos mesmos cientistas para medir a profundidade da camada da gelo da Antárctida.

“Estamos a descartas as primeiras três horas do sismograma. O que estamos a analisar são os sinais recolhidos entre três a 10 horas após um grande terremoto, queremos livrar-nos dos ‘grandes’ sinais”, sustentou Tkalcic.

E continuou: “Através de uma rede de estações, recolhemos cada par de receptores e os dados de cada grande terremoto e medimos a similaridade entre os sismogramas. A isto chama-se correlação cruzada, ou medida de similaridade. A partir dessas semelhanças, construímos um correlação global, uma espécie de impressão digital da Terra”.

O estudo mostra que estes mesmos resultados cruzados podem ser utilizados para demonstrar a existência da ondas J no núcleo interno da Terra, permitindo ainda inferir a sua velocidade.

No entanto, e como explica a equipa, fica ainda muita coisa por desvendar: “Ainda não sabemos a temperatura exacta do núcleo interno, qual é a sua idade, ou quão rápido o núcleo se solidifica. No entanto, com estes avanços na área da sismologia global, estamos lentamente a chegar lá”, rematou o investigador.

É de salientar ainda a importância do núcleo interno, que actua directamente no campo magnético da Terra e, por isso, sem este não haveria vida na superfície do planeta.

Por ZAP
22 Outubro, 2018

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