6 visões diferentes do núcleo da Terra

Podemos imaginar que um dia o ser humano vai aventurar-se livremente em direção dos nossos planetas vizinhos, e usar telescópios poderosos para aprender sobre estrelas próximas. 

Um dia, certamente irá explorar cada centímetro da profundidade do oceano, assim como todas as florestas mais impenetráveis​​. 

Mas nós provavelmente nunca viajaremos ao Centro da Terra. As brocas mais resistentes penetram apenas 12 km de profundidade, o que corresponda a apenas 0,2% do raio da Terra, antes de encontrar um calor tão grande que as faz derreter.

Talvez, em parte por esta razão, o interior da Terra sempre nos fascinou. Ele desempenha um papel central em muitas religiões tradicionais. Mais recentemente, a ciência começou a sondá-lo indiretamente, gradualmente melhorando a nossa compreensão da sua natureza. 

Aqui está um olhar cronológico no entendimento constante da evolução da humanidade do mundo de fogo debaixo dos nossos pés.

6. Profundezas do inferno

A visão tradicional mais difundida do centro da Terra retrata-o como um lago de fogo onde as pessoas más passam a eternidade: o inferno. Conexões com a vida após a morte de lado, a imagem do submundo como, essencialmente, um poço de fogo é um pouco precisa. 

E talvez não seja tão surpreendente que tantas religiões tenham razão: as erupções vulcânicas, ocasionalmente, desde as culturas antigas eram vistas como vislumbres terríveis do Inferno abaixo. Na verdade, o enxofre, como em "fogo e enxofre", uma metáfora frequente para o inferno encontrada na Bíblia cristã é um tipo de rocha encontrado geralmente nas bordas de vulcões.

5. Mundo tartaruga

Muitas culturas do leste asiático e americano nativo não imaginam o interior da Terra como um lugar infernal. Em vez disso, eles imaginaram uma tartaruga gigante. Chamado de "a tartaruga mundo", que apoiou a Terra geralmente concebida como plana, ou em forma de cúpula, em vez de esférica, nas suas costas. 

Existem diversas variações para o mito: os hindus substituíram a tartaruga por um elefante, enquanto alguns historiadores, talvez misturando as duas descrições, descreveram uma cosmologia em que o mundo repousa nas costas de um elefante que está em cima de uma tartaruga. Porquê uma tartaruga? Não só porque é a criatura com uma forma adequadamente curva, mas também porque esses povos acreditam que as tartarugas encarnam características de perseverança, longevidade e firmeza.

Então, o que está abaixo da tartaruga? A maioria dos mitos não especificam. Em "Uma Breve História do Tempo", o físico Stephen Hawking relata uma anedota bem conhecida em que um crente nessa cosmologia é confrontado com a questão. Ela responde que a tartaruga está na parte de trás de outra tartaruga, que fica em cima de outra, que por sua vez está em cima de outra, e assim até ao infinito.

4. Núcleo de ouro

Bernard Wood, um geólogo da Universidade de Oxford, no Reino Unido, calcula que existam 1,6 quadrilhões de toneladas de ouro no núcleo da Terra, ou o suficiente para cobrir a superfície do planeta com uma camada de 1,5 metros. Ele acha que há seis vezes essa quantidade de platina, outro metal precioso, assim como níquel, nióbio e outros elementos. 

Wood formou esta hipótese depois de analisar o teor de metais de meteoritos que são semelhantes aos "planetesimais", ou pequenos corpos que se uniram para formar a Terra no início do sistema solar. Ele descobriu que esses meteoritos têm muito mais ouro e platina distribuídos do que a superfície da Terra, e deduziu que o ferro no núcleo da Terra deve ter empurrado esses elementos para o interior durante a formação do planeta.

Ainda assim e apesar de 1,6 quatrilhões de toneladas ser uma quantidade enorme continua a representar apenas um milionésimo do número total de átomos no núcleo. Os meteoritos, assim como a massa e a densidade da Terra (deduzida a partir da forma como perturba as órbitas da lua e de outros planetas), levaram os cientistas a acreditar que a maior parte do núcleo é de ferro e níquel.

3. Camadas de cebola

Quando há um terremoto, as ondas sísmicas fazem ricochete através da Terra, redirecionando e refletindo limites entre a crosta, manto, núcleo externo e núcleo interno, e, em seguida, ficam gravados em sismogramas em todo o mundo. Os cientistas refazem os passos das ondas para mapear o interior da Terra.

Então, qual é a configuração da terra? No centro, há uma bola sólida de ferro e níquel. Embora o centro da Terra tenha uma temperatura de aproximadamente 5500 graus centígrados, quase tão quente como a superfície do Sol, também tem uma pressão extremamente alta, superior a 3 milhões de vezes a atmosfera na superfície do planeta. Essa pressão faz subir a temperatura de fusão dos metais, de modo que eles estão sólidos, apesar do elevado calor do núcleo interno.

Cerca de 1216 km fora do centro, as baixas quedas de pressão são suficientes para permitir que o ferro e níquel se fundam. De acordo com David Stevenson, geólogo da Caltech e um dos maiores especialistas sobre o núcleo da Terra, essa camada externa líquida representa cerca de 95% do volume total do núcleo.

O manto começa aproximadamente a 3500 km a partir do centro. Esta rocha derretida compõe a camada mais espessa da Terra, e constitui cerca de 84% do volume total do planeta. O manto é revestido por uma fina crosta, onde fica a nossa casa.

2. Bola de cristal

A evidência sugere que o núcleo interior não é um bloco homogéneo. Os cientistas notaram que as ondas sísmicas passam através do núcleo mais rapidamente quando viajam de um pólo ao outro do que quando viajam transversalmente, de um ponto sobre o equador até ao ponto oposto. 

Isto significa que o núcleo interior é "anisotrópico", ou estruturado de forma diferente numa direcção do que noutra. A maioria dos especialistas acredita que isto deve-se ao facto de o núcleo ser composto de cristais anisotrópicos que estão alinhados com os pólos magnéticos da Terra.

O geofísico Ronald Cohen do Carnegie Institute em Washington descobriu que a diferença de tempo entre as ondas a penetrar no núcleo interior horizontalmente e verticalmente coincidem com o que seria de esperar se os átomos de ferro e níquel no núcleo fossem arranjados numa mistura dos dois tipos de cristais. 

Alguns cristais de ferro-níquel são provavelmente dispostos numa estrutura hexagonal e outros numa estrutura cúbica de face centrada. Em suma, existem dois tipos de cristais no interior do núcleo e os átomos em cada um deles são empilhados como as bolas nas duas figuras acima.

1. Floresta Proibida

Kei Hirose, geólogo Japonês, conduzido recentemente uma experiência em que as condições no centro da Terra foram replicadas a uma escala muito pequena em laboratório. O pesquisador esquentou um pedaço de liga de ferro-níquel de 4500 graus ºC e 3 milhões de vezes a pressão atmosférica. 

Baseado no que aconteceu com a amostra nestas condições ele deduziu que os cristais no centro da Terra podem cada um medir 10 km de altura, e apontando entre os pólos. Na escala atómica, os átomos de cada cristal ainda estão empilhadas conforme descrito no ponto anterior. Apenas estão numa escala muito maior os cristais aparecem irregulares e pontiagudos. Hirose descreve o núcleo como uma " floresta de cristal ". [Lifescience]