Uma equipe de físicos chegou mais perto de resolver um dos maiores mistérios da geofísica:

Como a Terra alimenta seu campo magnético.

A equipe, da Universidade do Texas em Austin e colaboradores das universidades chinesas de Sichuan e Nanjing, acredita que a sua descoberta fornece um mecanismo físico fundamental que ajuda a explicar as propriedades físicas surpreendentemente “suaves” do denso núcleo interno da Terra.

Cerca de 1.800 quilômetros abaixo da crosta terrestre existe um núcleo em forma de bola composto principalmente pelos metais ferro e níquel. O núcleo é muito quente, entre 4.400 e 5.900 graus Celsius, e consiste em duas partes: o núcleo externo líquido e o núcleo interno sólido e denso.

Como a Terra alimenta seu campo magnético

Sabe-se que o movimento dos átomos de ferro neste núcleo alimenta o campo magnético da Terra, que se acredita desempenhar um papel importante na habitabilidade do planeta. Não só é responsável por definir as direções da bússola, mas também atua como um escudo ao redor do planeta, desviando a poderosa radiação das tempestades solares.

O campo magnético da Terra é gerado principalmente no núcleo externo líquido por seu mar de metal rodopiante, mas o papel do núcleo interno sólido neste chamado geodínamo tem sido até agora um mistério.

Jung-Fu Lin, um dos principais autores do estudo e professor da Escola Jackson de Geociências da Universidade do Texas, disse em comunicado:

“O núcleo da Terra está sujeito a pressões tão extremas de 3,5 Mbar (3,5 milhões de pressão atmosférica) que se poderia pensar que os átomos de ferro estão tão confinados nas suas posições que não têm muito espaço de manobra para se moverem. O que descobrimos foi totalmente contra esta visão tradicional.”

“O Santo Graal da Geofísica”

Ao recriar em laboratório um modelo em miniatura do núcleo interno da Terra, a equipe conseguiu prever as propriedades e o movimento desses átomos de ferro. E o que os cientistas descobriram foi muito invulgar: em vez de permanecerem imóveis na sua rede sólida, os átomos moviam-se rapidamente.

Lin acrescentou:

“Acabei de encontrar a resposta para o Santo Graal da geofísica. “Os átomos de ferro se mexiam tão rápido que mudavam de posição numa fração de segundo.”

Esse movimento, conhecido na física como movimento coletivo, é semelhante ao dos convidados do jantar trocando de lugar. Apesar deste movimento interno, a estrutura geral da tabela permanece a mesma.

Lin explica:

“[Esse movimento coletivo] se deve ao fato dos átomos de ferro estarem em condições muito próximas da fusão, tanto que parecem um sólido, mas se comportam mais como um líquido. Na verdade, ocorre em muitos metais próximos à fusão e é um fenômeno físico relativamente bem compreendido na física da matéria condensada. Mas não se sabe que ocorra no interior profundo dos planetas. Colaboramos com físicos neste projeto e era como se eles soubessem que o que estava por vir.”

Para confirmar os seus modelos, a equipe também comparou os seus resultados com estudos de ondas sísmicas do núcleo interno da Terra.

Lin acrescentou:

“Também realizamos experimentos de laboratório com ondas de choque para medir as velocidades dos átomos de ferro em pressões e temperaturas extremas, onde se espera que ocorra movimento coletivo.  Tudo isso confirma ainda mais a previsão do surgimento do movimento coletivo no coração de ferro do planeta.”

Os resultados da equipe, publicados na revista PNAS a 2 de outubro, explicam de alguma forma as misteriosas propriedades “suaves” do núcleo interno da Terra, bem como oferecem potenciais informações sobre a geração de calor no núcleo do planeta.

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O estudo também aumenta a nossa compreensão dos processos que impulsionam a geração do campo magnético da Terra e, potencialmente, do funcionamento interno de outros planetas dentro e fora do nosso sistema solar.

“A descoberta implica que a mesma física do movimento coletivo também ocorre em outros interiores planetários, como Marte e interiores exoplanetários”,

disse Lin.

“Os exoplanetas estão inclusive sujeitos a condições extremas de pressão e temperatura, então as condições de pesquisa teriam que ser ampliadas para ver se isso ocorre. Isso nos ajudará a compreender os sistemas planetários em geral.”

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista:

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

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