Uma equipe de cientistas determinou que o núcleo da Terra é “vazante” e postulou uma teoria para explicá-lo. O núcleo está vazando hélio-3, um elemento raro que é um possível combustível para a fusão nuclear e pode ser a chave para a origem da vida.

Cientistas acreditam ter resolvido o mistério de como o hélio-3 , um elemento raro que despertou interesse como possível fonte de combustível para reatores de fusão nuclear, está vazando do núcleo da Terra, relata um novo estudo.

Hélio-3, elemento chave para a origem da vida

A pesquisa propõe que essa substância antiga escoe do núcleo para as camadas externas do planeta, o manto e a crosta, como resultado de reações com o óxido de magnésio.

A descoberta pode ajudar a sondar as misteriosas regiões mais internas da Terra e tem implicações para a compreensão de como a vida surgiu na Terra e se ela poderia existir em outras partes do universo. O hélio-3 é uma versão (ou isótopo) do elemento hélio que possui apenas um nêutron em seu núcleo em vez de dois, a maior parte do hélio-3 se formou logo após o Big Bang , tornando-o pouco mais jovem que o próprio universo.

Além dessa origem primordial, o hélio-3 é um tema quente para cientistas que trabalham com fusão nuclear, uma forma especulativa de energia que poderia fornecer energia limpa virtualmente ilimitada, já que suas propriedades o tornam uma fonte promissora de combustível para as reações de fusão. Por isso, os cientistas estão investigando como aproveitar o hélio-3 que pode estar preso na Lua, por exemplo.

Quando a Terra começou a se formar a partir de gás e poeira há cerca de 4,5 bilhões de anos, o hélio-3 primordial foi adicionado à mistura, com isso, grandes reservas do isótopo acabaram presas no núcleo do planeta, que fica a cerca de 1.800 quilômetros abaixo de nossos pés. O hélio-3 é extremamente escasso na superfície da Terra, mas vestígios dele podem ser encontrados em rochas vulcânicas no oceano, sugerindo que algum mecanismo desconhecido está permitindo que o gás escape do núcleo.

Agora, dois cientistas sugeriram que um mineral chamado óxido de magnésio (MgO), que é comum no núcleo da Terra, pode estar ajudando a contrabandear hélio-3 do núcleo para o manto e além, devido a um processo chamado exsolução que transforma minerais uniformes em múltiplas fases “desmisturadas”.

A pesquisa resultou em parte de trabalhos anteriores explorando como o elemento tungstênio vazou do núcleo.

Pesquisa pode revelar como a Terra se tornou hospitaleira para a vida

Além de lançar luz sobre a “questão importante, mas amplamente inexplorada” dos movimentos do hélio-3 através da Terra, os resultados oferecem “uma maneira de investigar processos centrais” que podem ajudar a revelar como a Terra se tornou hospitaleira para a vida pela primeira vez.

Relata o estudo, publicado quinta-feira na Nature Geoscience.

Jie Deng, um geofísico da Universidade de Princeton que liderou o novo estudo, explicou ao Motherboard:

“Como o tungstênio e o hélio vazam do núcleo para o manto é desconhecido. Nenhum dos modelos existentes de vazamento de núcleo (ou, mais cientificamente, de interação núcleo-manto) parece explicar satisfatoriamente os dados geoquímicos. É por isso que estamos tentando encontrar um novo mecanismo”.

Deng e o co-autor Zhixue Du, pesquisador do Instituto de Geoquímica de Guangzhou, não são os primeiros cientistas a perceber que os compostos de magnésio no núcleo da Terra podem desempenhar um papel crítico em vários processos importantes que afetam a vida aqui na superfície.

Por exemplo, estudos anteriores sugeriram que o movimento ascendente de MgO através do núcleo ajudou a impulsionar o geodínamo da Terra nos últimos bilhões de anos, o que gera o campo magnético do planeta. Este campo nos protege da radiação nociva e estabiliza a atmosfera da qual dependemos para a vida, tornando-se a pedra angular da capacidade da Terra de sustentar a vida.

À medida que o MgO flutua até o limite entre o núcleo externo líquido e o manto, onde as temperaturas são ligeiramente mais frias do que no núcleo, ele “exsolve”, o que significa que se transforma de um mineral homogêneo em fases cristalinas separadas. O MgO arrasta consigo o hélio-3 do núcleo de ferro líquido bem misturado para a fronteira núcleo-manto, onde o processo de exsolução transporta ambas as substâncias para o manto.

Deng explica:

“Descobrimos que quando o MgO se dissolve do ferro [no núcleo], na verdade não é MgO puro. Ele gosta de trazer outros itens com ele, por exemplo, hélio. Assim, a exosolução de MgO serve como uma cápsula que empacota o hélio do núcleo e o transporta para o manto. Também modelamos o fluxo esperado de hélio devido à exsolução de óxido de magnésio da formação do núcleo, mostrando que o óxido de magnésio exsolvido do núcleo pode ter fornecido continuamente hélio do núcleo para o manto durante grande parte da história da Terra, imprimindo sua origem primordial assinatura de hélio nos materiais do manto.”

Investigando a região mais remota da Terra

A equipe observou que mais pesquisas são necessárias para entender esses processos obscuros, o novo estudo acrescenta uma nova peça ao quebra-cabeça do núcleo da Terra, a região mais remota do nosso mundo.

Deng afirmou:

“O núcleo da Terra permanece em grande parte enigmático. Existem muitas questões sem resposta, por exemplo, a composição do núcleo da Terra, a energética de um geodínamo primitivo, etc. Evidências paleomagnéticas mostram que sabemos que o núcleo da Terra não é de ferro puro. Deve haver outros elementos leves menores e todos os tipos de oligoelementos. Quais são esses elementos? Compreendê-los pode ajudar a melhorar nossa compreensão do modelo de formação da Terra.”

Além disso, Deng e Du sugeriram que a exsolução de minerais do núcleo pode enriquecer o manto e a crosta com uma variedade de outros elementos, incluindo os ingredientes que deram origem à vida na Terra.

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Deng afirma:

“A exsolução de MgO, juntamente com outras exsoluções do núcleo, são importantes mecanismos de interação de massa entre o núcleo e o manto. A troca química do núcleo e do manto pode ter efeitos profundos na evolução de longo prazo do manto e da Terra como um todo. A ligação com o surgimento da vida pode ser tênue, mas o núcleo também é um importante reservatório de água e carbono. As exosoluções do núcleo também podem transportar esses elementos do núcleo para o manto, o que pode afetar o ciclo do carbono e da água do manto”.

Os resultados da pesquisa foram publicados na Nature Geoscience.

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