O campo magnético da Terra nos protege da radiação cósmica mortal e, sem ela, como você sabe, a vida não poderia existir. O movimento do ferro líquido no núcleo externo do planeta, o fenômeno "geodinamo", gera esse campo. Mas como ele apareceu e foi mantido ao longo de toda a história da Terra é um mistério para os cientistas. O novo trabalho, publicado na Nature por um grupo liderado por Alexander Goncharov da Carnegie University, lança luz sobre a história desta formação geológica incrivelmente importante.
Nosso planeta foi formado a partir do material sólido que circundou o Sol em sua juventude e, com o tempo, o material mais denso, o ferro, afundou, afundou mais, formando as camadas que conhecemos hoje: o núcleo, o manto, a crosta. Atualmente, o núcleo interno é de ferro sólido junto com outros materiais que foram apertados durante o processo de estratificação. O núcleo externo é uma liga de ferro líquido e seu movimento gera um campo magnético.
Uma compreensão mais profunda de como o calor é conduzido no núcleo interno sólido e no núcleo externo líquido é necessária para reunir os processos que desenvolveram nosso planeta e seu campo magnético - e mais importante, a energia que mantém um campo magnético constante. Mas esses materiais aparentemente só existem nas condições mais extremas: temperaturas muito altas e pressões muito altas. Acontece que, na superfície, seu comportamento será completamente diferente.
“Decidimos que seria imperativo medir diretamente a condutividade térmica dos materiais do núcleo em condições que correspondam às do núcleo”, diz Goncharov. "Porque, é claro, não podemos chegar ao núcleo da Terra e coletar amostras para nós mesmos."
Os cientistas usaram um instrumento denominado bigorna de diamante para simular as condições do núcleo planetário e estudar como o ferro conduz o calor nessas condições. A bigorna de diamante comprime minúsculas amostras de material entre dois diamantes, criando extrema pressão das profundezas da Terra no laboratório. O laser aquece materiais a temperaturas nucleares.
Usando esse "laboratório nuclear", uma equipe de cientistas foi capaz de estudar amostras de ferro em temperaturas e pressões que podem ser encontradas dentro de planetas que variam em tamanho de Mercúrio à Terra - pressões de 345.000 a 1,3 milhões de atmosferas normais e de 1300 a 2.700 graus Celsius - e entender como conduzem o calor.
Verificou-se que a condutividade térmica dessas amostras de ferro corresponde à extremidade inferior das estimativas preliminares da condutividade térmica do núcleo da Terra - entre 18 e 44 watts por metro por grau Kelvin, nas unidades que os cientistas usam para medir tais coisas. Isso sugere que a energia necessária para manter um geodinamo sempre esteve disponível desde o início da história da Terra.
“Para entender melhor a condutividade térmica do núcleo, no futuro estudaremos como os materiais não ferrosos que foram extraídos do núcleo junto com o ferro que afunda afetam os processos térmicos dentro de nosso planeta”, diz Goncharov.
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