A água superficial mergulha profundamente e transforma a camada externa do núcleo da Terra

Quando a água encontra o ferro na fronteira núcleo-manto da Terra. Há algumas décadas, sismólogos que estudam as profundezas do planeta identificaram uma camada fina, com pouco mais de algumas centenas de quilómetros de espessura. A origem desta camada, conhecida como camada E prime, tem sido um mistério – até agora

Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo os cientistas Dan Shim, Taehyun Kim e Jose ph O’Rourke da Universidade Estadual do Arizona, da Es cola de Exploração da Terra e do Espaço, revelou que a água da superfície da Terra pode penetrar profundamente no planeta, alterando a composição do região mais externa do núcleo líquido metálico e criando uma camada fina e distinta. Ilustração de cristais de sílica saindo do metal líquido do núcleo externo da Terra devido a uma reação química induzida pela água. Sua pesquisa foi publicada recentemente na Nature Geoscience.

A pesquisa indica que ao longo de bilhões de anos, a água superficial foi transportada para as profundezas da Terra por placas tectônicas descendentes ou subduzidas. Ao atingir o limite núcleo-manto, cerca de 2.800 milhas abaixo da superfície, esta água desencadeia uma profunda interação química, alterando a estrutura do núcleo.

Juntamente com Yong Jae Lee, da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, Shim e a sua equipe demonstraram, através de experiências de alta pressão, que a água subduzida reage quimicamente com os materiais do núcleo. Esta reação forma uma camada rica em hidrogênio e pobre em silício, alterando a região superior do núcleo externo em uma estrutura semelhante a um filme. Além disso, a reação gera cristais de sílica que sobem e se integram ao manto. Prevê-se que esta camada metálica líquida modificada seja menos densa, com velocidades sísmicas reduzidas, em alinhamento com características anômalas mapeadas por sismólogos.

“Durante anos, acreditou-se que a troca de material entre o núcleo e o manto da Terra era pequena.

Reduzir simultaneamente as emissões de ozônio de baixo nível e outros poluentes climáticos de vida curta, bem como o dióxido de carbono de vida longa, poderia reduzir a taxa de aquecimento global pela metade até 2050, mostra um novo estudo

Minerais hidratados na crosta subductada podem transportar grandes quantidades de água para o manto profundo da Terra. Nossos experimentos de laboratório revelaram a surpreendente química induzida pela pressão que, quando a água encontra o ferro na fronteira núcleo-manto, eles reagem para formar uma camada intermediária com uma forma de ferro extremamente rica em oxigênio, o dióxido de ferro, junto

No entanto, as nossas recentes experiências com alta pressão revelam uma história diferente. Descobrimos que quando a água atinge o limite núcleo-manto, ela reage com o silício no núcleo, formando sílica”, disse Shim. “Esta descoberta, juntamente com a nossa observação anterior de diamantes formados a partir da reação da água com o carbono no ferro líquido sob extrema pressão, aponta para uma interação núcleo-manto muito mais dinâmica, sugerindo uma troca substancial de material”.

Esta descoberta avança a nossa compreensão dos processos internos da Terra, sugerindo um ciclo global da água mais extenso do que o anteriormente com o hidreto de ferro. O hidrogênio na camada escapará com o aquecimento adicional e subirá para a crosta, sustentando o ciclo da água. Com a água fornecida pelas placas de subducção encontrando a fonte quase inesgotável de ferro no núcleo, uma camada rica em oxigénio acumular-se-ia e engrossaria, levando a importantes consequências globais no nosso planeta.oxigênio e hidrogênio nas profundezas da Terra reconhecido. A “película” alterada do núcleo tem implicações profundas para os ciclos geoquímicos que conectam o ciclo das águas superficiais com o núcleo metálico profundo.

Este estudo foi conduzido por uma equipe internacional de geocientistas usando técnicas experimentais avançadas na Advanced Photon Source do Argonne National Lab e PETRA III da Deutsches Elektronen-Synchrotron na Alemanha para replicar as condições extremas na fronteira núcleo-manto.

Os membros da equipe e suas principais funções na ASU são Kim, que iniciou este projeto como estudante visitante de doutorado e agora é pes- quisador de pós-doutorado na Escola de Exploração Terrestre e Espacial; Shim, professor da Escola de Exploração Terrestre e Espacial, que liderou o trabalho experimental de alta pressão; e O’Rourke, professor assistente da Escola de Exploração Terrestre e Espacial, que realizou simulações computacionais para compreender a formação e persistência da camada fina alterada do núcleo. Lee liderou a equipe de pesquisa da Universidade Yonsei, junto com os principais cientistas Vitali Prakapenka e Stella Chariton da Advanced Photon Source e Rachel Husband, Nico Giordano e Hanns-Peter Liermann da Deutsches Elektronen-Synchrotron.