Interior da Terra está esfriando mais rápido do que se pensava

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/01/2022

Ainda há muita incerteza sobre as camadas e o calor do interior da Terra.
[Imagem: Wikimedia Commons/Kelvinsong]

Calor da Terra

O modelo atualmente aceito pela ciência para descrever a formação da Terra propõe que, por algum mecanismo não compreendido, nosso planeta nasceu quente, muito quente, a ponto de toda a superfície da jovem Terra ser coberta por um profundo oceano de magma.

Desde então ele vem esfriando, o que permitiu a formação da crosta sólida.

Hoje, a enorme energia térmica que continua emanando do interior da Terra coloca em movimento processos dinâmicos, como a convecção do manto, as placas tectônicas e o vulcanismo.

O que ainda não sabemos é o ritmo desse resfriamento - mais importante, quanto tempo pode levar para esse resfriamento interromper os processos acionados pelo calor mencionados acima.

Uma possível resposta pode estar na condutividade térmica dos minerais que formam a fronteira entre o núcleo e o manto da Terra.

Essa camada limite é relevante porque é lá que a rocha viscosa do manto da Terra está em contato direto com o ferro-níquel quente do núcleo externo do planeta. O gradiente de temperatura entre as duas camadas é muito acentuado, o que significa que há um fluxo de calor muito intenso entre elas.

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Uma bigorna de diamante (esquerda) serviu para sintetizar e analisar a amostra sintética de bridgmanita (direita).
[Imagem: ETH Zurich]

Bridgmanita

Os geólogos acreditam que a camada limite entre o manto e o núcleo seja formada principalmente pelo mineral bridgmanita, o que o tornaria o mineral mais abundante da Terra. Essa proposta é bastante recente, sendo que a bridgmanita só recebeu esse nome em 2014 - há também um outro mineral formado no manto, a davemaoíta, que foi encontrada dentro de um diamante no ano passado.

No entanto, tem sido difícil estimar quanto calor esse mineral conduz do núcleo da Terra para o manto porque simplesmente não temos amostras de bridgmanita naturais na Terra. Os minúsculos cristais de que dispomos foram retirados de um meteorito que caiu na Austrália - sim, só temos alguns grãos de bridgmanita extraterrestre, porque não temos ainda tecnologia para perfurar até o manto da Terra.

Mas isso não impediu que Motohiko Murakami e seus colegas do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique e da Instituição Carnegie para a Ciência (EUA) desenvolvessem um sofisticado sistema de medição que lhes permitiu medir a condutividade térmica de minúsculas amostras de bridgmanita sintetizadas artificialmente, e fazer essas medições sob as condições de pressão e temperatura que prevalecem no interior da Terra.

Para isso, eles usaram um sistema de medição de absorção óptica inserido dentro uma bigorna de diamante aquecida com um laser pulsado.

"Este sistema de medição nos permitiu mostrar que a condutividade térmica da bridgmanita é cerca de 1,5 vez maior do que o presumido," disse Murakami.

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Espectroscopia de raios X permitiu mapear o conteúdo de silício, magnésio e ferro da amostra.
[Imagem: Motohiko Murakami et al. - 10.1016/j.epsl.2021.117329]

Parada das placas tectônicas

Este resultado indica que o fluxo de calor do núcleo para o manto é maior do que se pensava anteriormente. O maior fluxo de calor, por sua vez, aumenta a convecção do manto e acelera o resfriamento da Terra. Isso pode fazer com que as placas tectônicas, que são mantidas pelos movimentos convectivos do manto, desacelerem mais rápido do que os cientistas esperavam com base nos valores considerados anteriormente para a condução de calor entre o núcleo e o manto da Terra.

No entanto, em um campo tão cheio de incertezas, saber que a Terra está esfriando 1,5 vez mais rápido do que os cientistas acreditavam não é suficiente para dizer quanto tempo levará, por exemplo, para que as correntes de convecção no manto parem. "Ainda não sabemos o suficiente sobre esses tipos de eventos para definir sua temporização," confirmou Murakami.

Para que possamos traçar essa "previsão do tempo geológico", será preciso primeiro entender melhor como a convecção do manto funciona em termos espaciais e temporais. Além disso, os cientistas precisam esclarecer como o decaimento de elementos radioativos no interior da Terra - uma das principais fontes de calor - afeta a dinâmica do manto.

E, quem sabe, contar com a sorte de encontrar, inserido em algum mineral gerado em grandes profundidades e que tenha vindo à superfície, alguma amostra de bridgmanita terrestre natural, para confirmação das medições.

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