Núcleo da Terra está vazando por 2,5 bilhões de anos e os geólogos não sabem por que

Crédito: Shutterstock
O núcleo escaldante da Terra não é um solitário - foi capturado misturando-se a outras camadas do submundo. Isso é de acordo com um novo estudo que descobriu que a parte mais interna do planeta vaza alguns de seus conteúdos em plumas do manto, alguns dos quais eventualmente alcançam a superfície da Terra.
 
Essa descoberta ajuda a resolver um debate que tem durado décadas: se o núcleo e o manto trocam qualquer material, disseram os pesquisadores.
 
"Nossas descobertas sugerem que algum material central é transferido para a base dessas plumas, e o núcleo tem vazado esse material nos últimos 2,5 bilhões de anos", escreveram os pesquisadores no The Conversation , um site onde os cientistas escrevem sobre suas pesquisas público. [ Fotos: as formações geológicas mais estranhas do mundo ]
 
A descoberta foi possível graças ao metal tungstênio (W), elemento 74 na tabela periódica.

Se o tungstênio fosse fazer um perfil de datação, notaria que é um siderófilo, ou "amante de ferro". Portanto, não é surpresa que muito tungstênio fique no núcleo da Terra , que é feito principalmente de ferro e níquel.
 
Em seu perfil, o tungstênio também listaria que possui alguns isótopos (um elemento com um número diferente de nêutrons em seu núcleo), incluindo W-182 (com 108 nêutrons) e W-184 (com 110 nêutrons). Enquanto planejavam seu estudo, os pesquisadores perceberam que esses isótopos poderiam ajudá-los a resolver a questão do vazamento central.
 
Outro elemento, háfnio (Hf), é um litófilo, o que significa que adora rochas e pode ser encontrado no manto rico em silicatos da Terra. Com uma meia-vida de 8,9 milhões de anos, o isótopo radioativo Hf-182 do háfnio decai no W-182. Isso significa que o manto deve ter mais W-182 do que o núcleo, os cientistas raciocinaram.
 
"Portanto, a troca química entre o núcleo e a fonte de plumas do manto poderia ser detectada na proporção de 182W / 184W de basaltos de ilhas oceânicas", que vêm de plumas no manto, escreveram os pesquisadores no estudo.
 
Mas essa diferença no tungstênio seria incrivelmente pequena: a composição do tungstênio-182 no manto e no núcleo deveria diferir em apenas cerca de 200 partes por milhão (ppm). "Menos de cinco laboratórios do mundo podem fazer esse tipo de análise", escreveram os pesquisadores em The Conversation.
Camadas internas da terra

Camadas internas da terra
Crédito: Shutterstock
Além disso, não é fácil estudar o núcleo, porque ele começa a uma profundidade de cerca de 2.900 quilômetros no subsolo. Para colocar isso em perspectiva, o buraco mais profundo que os humanos já cavaram é o Furo de Kola Superdeep, na Rússia, que tem uma profundidade de 12,3 km.
 
Assim, os pesquisadores estudaram a próxima melhor coisa: rochas que escorreram para a superfície da Terra a partir do manto profundo no Craton de Pilbara, na Austrália Ocidental, e a Ilha da Reunião e o Arquipélago de Kerguelen, pontos quentes no Oceano Índico.

Vazamento detectado

A quantidade de tungstênio nessas rochas revelou um vazamento do núcleo. Durante a vida da Terra, houve uma grande mudança na relação W-182-para-W-184 no manto da Terra, os pesquisadores descobriram. Estranhamente, as rochas mais antigas da Terra têm uma relação W-182-para-W-184 mais alta do que a maioria das rochas modernas, eles descobriram.
"A mudança na proporção de 182W / 184W do manto indica que o tungstênio do núcleo está vazando no manto há muito tempo", escreveram os pesquisadores em The Conversation. [ Fotos: Geólogos Home-Brew Lava ]
 
A Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos. As rochas do manto mais antigas do planeta, no entanto, não tiveram nenhuma mudança significativa nos isótopos de tungstênio. Isso sugere que de 4,3 bilhões a 2,7 bilhões de anos atrás, houve pouca ou nenhuma troca de material do núcleo para o manto superior, disseram os pesquisadores.
 
Mas nos últimos 2,5 bilhões de anos, a composição do isótopo de tungstênio no manto mudou substancialmente. Por quê isso aconteceu? Se as plumas do manto estão subindo do limite do manto central, então talvez, como uma gangorra, o material da superfície da Terra esteja descendo no manto profundo, disseram os pesquisadores. Este material de superfície tem oxigênio, um elemento que pode afetar o tungstênio, disseram os pesquisadores.
 
"A subducção , o termo usado para rochas da superfície da Terra descendo para o manto, leva o material rico em oxigênio da superfície para o manto profundo como um componente integral da tectônica de placas", escreveram os pesquisadores em The Conversation. "Experiências mostram que um aumento na concentração de oxigênio no limite do manto central poderia fazer com que o tungstênio se separasse do núcleo e entrasse no manto."
 
Ou, talvez, quando o núcleo interno se solidificou após a formação da Terra, a concentração de oxigênio no núcleo externo aumentou, disseram os pesquisadores. "Neste caso, nossos novos resultados poderiam nos dizer algo sobre a evolução do núcleo, incluindo a origem do campo magnético da Terra", escreveram em The Conversation.
 
O estudo foi publicado online em 20 de junho na revista Geochemical Perspectives Letters .
Originalmente publicado na Live Science .