O núcleo escaldante da Terra não é um solitário - ele foi pego se misturando com outras camadas do submundo. Isso está de acordo com um novo estudo que descobriu que a parte mais interna do planeta vaza parte de seu conteúdo em plumas de manto, algumas das quais chegam à superfície da Terra.
Essa descoberta ajuda a resolver um debate que vem sendo travado há décadas: se o núcleo e o manto trocam algum material, disseram os pesquisadores.
"Nossas descobertas sugerem que algum material essencial é transferido para a base dessas plumas de manto, e o núcleo vazou esse material nos últimos 2,5 bilhões de anos", escreveram os pesquisadores no The Conversation, um site em que os cientistas escrevem sobre suas pesquisas para a público.
A descoberta foi possível graças ao metal tungstênio (W), elemento 74 da tabela periódica. Se o tungstênio fizesse um perfil de namoro, notaria que é um siderófilo, ou "amante de ferro". Portanto, não é surpresa que muito tungstênio esteja presente 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 o W-182 (com 108 nêutrons) e o W-184 (com 110 nêutrons). Ao elaborar seu estudo, os pesquisadores perceberam que esses isótopos poderiam ajudá-los a resolver a questão que vazava do núcleo.
Outro elemento, o 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 do háfnio Hf-182 decai para o W-182. Isso significa que o manto deve ter mais W-182 do que o núcleo, argumentaram os cientistas.
"Portanto, a troca química entre o núcleo e a fonte de plumas de manto pode ser detectada na proporção 182W / 184W de basaltos nas ilhas oceânicas", que provêm de plumas no manto, escreveram os pesquisadores no estudo.
Mas essa diferença de tungstênio seria incrivelmente pequena: era esperado que a composição de tungstênio-182 no manto e no núcleo diferisse em apenas cerca de 200 partes por milhão (ppm). "Menos de cinco laboratórios no mundo podem fazer esse tipo de análise", escreveram os pesquisadores na The Conversation.
Além disso, não é fácil estudar o núcleo, porque ele começa a uma profundidade de cerca de 2.900 quilômetros (subterrâneos). Para colocar isso em perspectiva, o buraco mais profundo que os humanos já cavaram é o Furo Kola Superdeep na Rússia, que tem uma profundidade de cerca de 12,3 km.
Assim, os pesquisadores estudaram a próxima melhor coisa: rochas que escorriam para a superfície da Terra a partir do manto profundo no Pilbara Craton, na Austrália Ocidental, e os hotspots da Ilha da Reunião e do Arquipélago Kerguelen no Oceano Índico.
Vazamento detectado
A quantidade de tungstênio nessas rochas revelou um vazamento do núcleo. Durante a vida na Terra, houve uma grande mudança na proporção W-182-W-184 no manto da Terra, descobriram os pesquisadores. Estranhamente, eles descobriram que as rochas mais antigas da Terra têm uma proporção W-182-W-184 mais alta do que a maioria das rochas modernas.
"A mudança na proporção de 182W / 184W do manto indica que o tungstênio do núcleo está vazando no manto por um longo tempo", escreveram os pesquisadores na The Conversation.
A Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos. As rochas mais antigas do manto do planeta, no entanto, não apresentaram alterações significativas nos isótopos de tungstênio. Isso sugere que, de 4,3 bilhões a 2,7 bilhões de anos atrás, havia 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 da fronteira do núcleo do manto, então talvez, como uma gangorra, o material da superfície da Terra desça para o manto profundo, disseram os pesquisadores. Esse material da superfície contém oxigênio, um elemento que pode afetar o tungstênio, disseram os pesquisadores.
"Subdução, o termo usado para rochas da superfície da Terra que descem para o manto, leva material rico em oxigênio da superfície para o manto profundo como um componente integral da tectônica de placas", escreveram os pesquisadores em The Conversation. "Experimentos mostram que o aumento da concentração de oxigênio no limite entre o núcleo e o manto pode fazer com que o tungstênio se separe do núcleo para o manto".
Ou, talvez, quando o núcleo interno solidificou após a formação da Terra, a concentração de oxigênio no núcleo externo aumentou, disseram os pesquisadores. "Nesse caso, nossos novos resultados podem nos dizer algo sobre a evolução do núcleo, incluindo a origem do campo magnético da Terra", escreveram eles em The Conversation.
