Com o desenvolvimento da sismologia no início do século XXe século, os pesquisadores conseguiram “sondar” gradualmente o interior da Terra. Em 1936, o sismólogo A dinamarquesa Inge Lehmann destaca assim a presença de um núcleo interno sólido, rodeado por um núcleo externo líquidono coração da Terra.
A análise do velocidade as ondas sísmicas permitirão então calcular a densidade destes dois envelopes. Estes resultados, colocados em paralelo com observações mineralógicas sobre o meteoritos metais encontrados na Terra, permitem então tirar conclusões sobre a composição do núcleo: ele seria feito principalmente de ferro e de níquel.
A descoberta do núcleo da Terra remonta apenas a 1936. © alexlmx, Adobe Stock
Ferro, níquel, mas não só
No entanto, o refinamento das técnicas de análise irá gradualmente evidenciar uma maior complexidade composicional do núcleo do que se pensava inicialmente. A densidade estimada é de facto demasiado baixa para corresponder apenas a uma liga ferro-níquel. Desde a década de 1960, presume-se, portanto, a presença de elementos mais leves.
Mas teremos que esperar até o início do dia 21e século e o desenvolvimento de técnicas experimentais que permitiram recriar a imensa pressões e temperaturas prevalecentes no coração da Terra para realizar simulações de laboratório e descobrir o que poderiam ser esses elementos. Sabemos hoje que o núcleo contém enxofrede silíciooxigênio, carbono e ohidrogênio. As respectivas proporções, no entanto, ainda permanecem amplamente debatidas.
Se todos concordam que as suas proporções são muito baixas, é precisamente isso que coloca um problema na sua determinação. Vale lembrar que todos os estudos sobre o núcleo são feitos apenas com dados indiretos e extremamente sutis, o que dificulta o estabelecimento de um modelo de composição muito preciso, principalmente no que diz respeito ao hidrogênio. É na verdade oelemento químico o mais leve e o menor.
Simule o núcleo em laboratório
Para superar essas dificuldades, uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma nova abordagem. Os cientistas colocaram amostras de ferro de composição semelhante à do núcleo, bem como vidro de silicato hidratado, representando a suposta composição do antigo oceano de magma da Terra, em células de bigorna de diamante aquecido a laser. Este dispositivo permitiu reproduzir as condições de pressão e temperatura do núcleo (em torno de 111 GPa e 4.800 °C).
Eles então realizaram o mapeamento 3D da composição em nanoescala usando uma técnica chamada tomografia por sonda atômica. Isso lhes permitiu determinar as quantidades de silício, oxigênio e hidrogênio. E os resultados sugerem que o núcleo conteria, portanto, entre 0,07 e 0,36% em massa de hidrogênio. Estas percentagens muito pequenas não devem ser subestimadas, porque representam o equivalente ao hidrogénio contido em 9 a 45 oceanos! Essa é uma quantidade notável.
O hidrogênio armazenado no núcleo poderia possibilitar a formação de entre 9 e 45 oceanos terrestres! © aandd, Adobe Stock
Resultados que apoiam a captação de água na época da formação da Terra
Esses resultados foram publicados na revista Comunicações da natureza. E suas implicações são significativas. Este hidrogénio presente no núcleo revela que a Terra capturou certamente a grande maioria da sua água (lembramos que o hidrogénio liga-se facilmente ao oxigénio para formar H2O) no momento de sua formação e não por bombardeio cometário tardio. Os investigadores explicam que no caso desta segunda hipótese, muitas vezes apresentada, o hidrogénio estaria presente principalmente nos níveis mais superficiais da Terra, e não no seu centro como aqui se observa.
Estes resultados ainda precisam ser validados por outros estudos independentes, porque, como os próprios autores admitem, podem existir certos vieses experimentais.