sexta-feira, 26 de abril de 2013
As camadas da Terra e suas
temperaturas: crosta, manto superior, manto inferior, núcleo externo e núcleo
de ferro sólido.
[Imagem: ESRF]
Cientistas determinaram que a
temperatura nas proximidades do centro da Terra é de 6.000 graus Celsius, 1.000
graus mais quente do que os experimentos anteriores, feitos há 20 anos, haviam
calculado.
Estas medições confirmam
modelos geofísicos que estabelecem que a diferença de temperatura entre o
núcleo e o manto sólido logo acima deve ser de pelo menos 1.500 graus Celsius
para explicar porque a Terra tem um campo magnético.
Núcleo da Terra
O núcleo da Terra é composto
de um envoltório de ferro líquido em temperaturas acima de 4.000 graus e
pressões de mais de 1,3 milhão de atmosferas.
Sob estas condições, o ferro
é líquido e flui como a água dos oceanos.
É apenas bem no centro da
Terra, onde a pressão e a temperatura são ainda maiores, que o ferro se
solidifica.
Análise de ondas sísmicas que
passam através da Terra nos dão informações sobre a espessura dos núcleos sólido
e líquido, e até mesmo como a pressão aumenta com a profundidade rumo ao
interior do planeta.
No entanto, essas ondas não
dão informações sobre a temperatura, que tem uma influência importante sobre o
movimento do material no núcleo líquido e no manto sólido acima dele.
Na verdade, a diferença de
temperatura entre o manto e o núcleo é o principal motor dos movimentos
térmicos de larga escala que, juntamente com a rotação do planeta, atuam como
um dínamo para gerar o campo magnético da Terra.
Dínamo fluido: Ímã líquido
gera magnetismo pelo movimento
Um feixe muito fino de
raios-X síncroton foi usado para detectar quando o ferro sólido começa a
derreter.
A fusão altera a estrutura
cristalina do metal, alterando o "padrão de difração", que desvia os
raios-X que atravessam a amostra.
[Imagem: ESRF/Denis Andrault]
Raio X do centro da Terra
Para gerar uma imagem precisa
do perfil de temperatura no centro da Terra, os cientistas observam o ponto de
fusão do ferro sob diferentes pressões em laboratório.
Para isso, eles usam uma
bigorna de diamante para comprimir amostras de ferro minúsculas a pressões de
vários milhões de atmosferas, e poderosos raios laser para aquecê-las até 4.000
ou até 5.000 graus Celsius.
Mas esses experimentos estão
longe de ser simples.
Por exemplo, a amostra deve
ser isolada termicamente, não pode reagir com o ambiente, e o que acontece nela
deve ser visto por inteiro, e não apenas na superfície - tudo durante os
segundos que o experimento dura.
É aí que entram os raios X.
"Nós
desenvolvemos uma nova técnica na qual um feixe intenso de raios X do
síncrotron pode sondar uma amostra e deduzir se ela é sólida, líquida ou
parcialmente líquida em apenas um segundo, por meio de um processo conhecido
como difração," explica Mohamed
Mezouar, um dos autores do estudo.
"Isto
é suficientemente rápido para manter a temperatura e a pressão constantes e, ao
mesmo tempo, evitar quaisquer reações químicas,"
complementa.
O experimento mostrou a fusão
do ferro até 4.800 graus Celsius e pressão de 2,2 milhões de atmosferas.
Em seguida, os pesquisadores
utilizaram uma técnica de extrapolação para determinar que, sob 3,3 milhões de
atmosferas - a pressão na fronteira entre as partes líquida e sólida do núcleo
- a temperatura é de 6.000 graus, com uma tolerância de 500 graus para mais ou
para menos.
O experimento também revelou
um fenômeno chamado recristalização na zona externa da amostra de ferro, que
levou Reinhard Boehler e sua equipe, em 1993, a chegar a um valor 1.000 graus
mais baixo.
FONTE: SITE
INOVAÇÃO TECNOLOGICA
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