A água da superfície da Terra pode penetrar profundamente no planeta, e novas pesquisas explicam como ela altera a região externa do núcleo metálico líquido.
A descoberta pode explicar a presença de uma fina camada de material no interior do planeta que intriga os geólogos há décadas.
A crosta terrestre é composta por placas tectônicas que se movem e deslizam umas sob as outras; Ao longo de bilhões de anos, isso Subducção As áreas moveram a água para baixo capa.
Quando esta água atinge o limite central do manto, cerca de 2.900 quilómetros (1.800 milhas) abaixo da superfície, desencadeia uma poderosa reação química. Uma equipa da Coreia do Sul, dos EUA e da Alemanha mostrou que isto cria uma camada superior rica em hidrogénio, enviando sílica para o manto inferior.
“Durante muitos anos, a troca física entre o núcleo e o manto da Terra foi considerada mínima.” Ele diz Cientista de materiais Dan Shim, da Arizona State University.
“No entanto, as nossas experiências recentes a alta pressão revelam uma história diferente. Descobrimos que quando a água atinge a fronteira entre o núcleo e o manto, reage com o silício no núcleo, formando sílica.”
o Núcleo externoA mistura de ferro e níquel desempenha um papel importante na geração do campo magnético da Terra, que essencialmente protege a vida no planeta do vento solar e da radiação. Portanto, é importante compreender como funciona o interior da Terra e como ele evoluiu ao longo do tempo.
A fronteira entre o núcleo e o manto da Terra muda drasticamente de silicato para metálico, e pouco se sabe sobre as trocas químicas.
Por décadasCadastrar pesquisadores Ondas sísmicas Através do interior viscoso da Terra, foi documentada uma fina camada com mais de algumas centenas de quilómetros de espessura, mas até agora ninguém sabia de onde veio esta proposta camada “E Prime”.
“Sugerimos que essa troca química entre o núcleo e o manto ao longo de gigaanos de transporte em águas profundas pode ter contribuído para a formação do suposto protoestrato E.” Ele escreve.
Os sismólogos mapearam algumas características incomuns que sugerem que esta camada mineral líquida alterada será menos densa e terá velocidades sísmicas mais lentas. Acredita-se que essas diferenças de densidade envolvam diferentes concentrações de elementos leves, como hidrogênio ou silício.
Mas um aumento na concentração de um único elemento óptico faria com que a velocidade aumentasse enquanto a densidade diminuía, tornando difícil conciliar a observação sísmica com a estabilidade dinâmica da camada E primária.
Aumentar a concentração de um elemento de luz enquanto diminui a concentração de outro foi apresentado como uma possível explicação. No entanto, os cientistas não tinham conhecimento deste processo de troca.
A equipe usou um laser quente Células de bigorna de diamante Para imitar as condições de pressão e temperatura na fronteira núcleo-manto.
Eles mostraram que a água absorvida pelo núcleo da Terra poderia reagir quimicamente com os materiais existentes para transformar o núcleo externo em uma camada rica em hidrogênio e dispersar os cristais de sílica que sobem e se juntam ao manto.
A camada de material rico em hidrogênio e pobre em silício que se forma no topo do núcleo terá menor densidade e menor velocidade, consistente com observações de ondas sísmicas.
A mudança do filme base, por sua vez, pode ter um impacto significativo no filme Ciclo de águas profundasA equipa diz que as suas descobertas apontam para um ciclo global da água que é mais complexo do que pensávamos.
“Esta descoberta, juntamente com a nossa Nota anterior De diamantes formados pela reação da água com o carbono no ferro líquido sob extrema pressão.” Shim Ele diz“Isso indica uma interação muito mais dinâmica entre o núcleo e o manto, indicando uma troca física significativa”.
O estudo foi publicado em Ciências naturais da terra.