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Nas profundezas da Terra existe uma bola de metal sólida que gira independentemente da rotação do nosso planeta, como um pião dentro de um pião maior, envolto em mistério.
Este núcleo interno tem intrigado os investigadores desde a sua descoberta pela sismóloga dinamarquesa Inge Lehmann em 1936, e a forma como se move – a sua velocidade de rotação e direção – tem sido o foco de um debate de décadas. Um conjunto crescente de evidências sugere que a rotação do núcleo mudou drasticamente nos últimos anos, mas os cientistas continuam divididos sobre o que exatamente está acontecendo – e o que isso significa.
Parte do problema reside na impossibilidade de observar diretamente ou colher amostras do interior profundo da Terra. Os sismólogos coletaram informações sobre o movimento do núcleo interno examinando o comportamento das ondas resultantes de grandes terremotos que atingem esta região. As diferenças entre ondas de força semelhante que passaram pelo núcleo em momentos diferentes permitiram aos cientistas medir mudanças na posição do núcleo interno e calcular a sua rotação.
“A rotação diferencial do núcleo interno foi proposta como um fenômeno nas décadas de 1970 e 1980, mas as evidências sísmicas não foram publicadas até a década de 1990”, disse a Dra. Lauren Waszczyk, professora sênior de ciências físicas na Universidade James Cook, na Austrália.
Mas os investigadores têm debatido como interpretar estes resultados, “principalmente devido ao desafio de fazer observações detalhadas do núcleo interno, devido ao seu afastamento e aos dados limitados disponíveis”, disse Wasek. Como resultado, acrescentou ela, “os estudos subsequentes ao longo dos anos e décadas seguintes discordam sobre a taxa de rotação, bem como a sua direcção em relação ao manto”. Algumas análises sugeriram até que o núcleo não gira.
Modelo promissor Proposto em 2023 Os cientistas descrevem um núcleo interno que antes girava mais rápido que a própria Terra, mas agora gira a uma velocidade mais lenta. Os cientistas relataram que a rotação do núcleo correspondeu à rotação da Terra por um período de tempo. Depois diminuiu ainda mais, até que o núcleo começou a mover-se para trás em relação às camadas líquidas circundantes.
Na altura, alguns especialistas alertaram que eram necessários mais dados para reforçar esta conclusão, e agora outra equipa de cientistas forneceu novas evidências convincentes para esta hipótese sobre a taxa de rotação do núcleo interno. A pesquisa foi publicada no dia 12 de junho na revista natureza Mas isto não só confirma o abrandamento económico subjacente, como apoia a sugestão de 2023 de que este abrandamento fundamental faz parte de um padrão de desaceleração e aceleração a longo prazo.
forplayday/iStockphoto/Getty Images
Os cientistas estudam o núcleo interno da Terra para aprender como o interior profundo da Terra se formou e como as atividades estão relacionadas em todas as camadas superficiais do planeta.
As novas descobertas também confirmam que as mudanças na velocidade de rotação seguem um ciclo de 70 anos, segundo um dos autores do estudo. Dr. João VidalProfessor Reitor de Ciências da Terra na Dornsife College of Letters, Arts and Sciences da University of Southern California.
“Estamos discutindo sobre isso há 20 anos e acho que esta é a solução certa”, disse Vidal. “Acho que encerramos a discussão sobre se o núcleo interno está se movendo e qual tem sido seu padrão ao longo do tempo. últimas duas décadas.”
Mas nem todos estão convencidos de que a questão esteja resolvida, e como o abrandamento do núcleo interno poderá afectar o nosso planeta ainda é uma questão em aberto – embora alguns especialistas digam que o campo magnético da Terra poderá desempenhar um papel.
O núcleo interno metálico sólido está localizado a 3.220 milhas (5.180 quilômetros) dentro da Terra, cercado por um núcleo externo metálico líquido. O núcleo interno é composto principalmente de ferro e níquel e estima-se que seja tão quente quanto a superfície do Sol – cerca de 5.400 graus Celsius (9.800 graus Fahrenheit).
O campo magnético da Terra atrai esta bola sólida de metal quente, fazendo-a girar. Ao mesmo tempo, a gravidade e o fluxo do núcleo externo líquido e do manto puxam o núcleo. Ao longo de muitas décadas, o impulso e a atração dessas forças causam diferenças na velocidade de rotação do núcleo, disse Vidal.
O fluxo de fluido rico em minerais no núcleo externo gera correntes elétricas que alimentam o campo magnético da Terra, que protege o nosso planeta da radiação solar mortal. Embora o efeito direto do núcleo interno no campo magnético seja desconhecido, os cientistas relataram anteriormente… Em 2023 O núcleo em rotação lenta pode afetá-lo e também encurtar parcialmente a duração do dia.
Quando os cientistas tentam “ver” o planeta inteiro, geralmente rastreiam dois tipos de ondas sísmicas: ondas de pressão, ou ondas P, e ondas de cisalhamento, ou ondas P que se movem através de todos os tipos de matéria; As ondas S só se movem através de sólidos ou líquidos altamente viscosos, de acordo com Pesquisa Geológica dos EUA.
Os sismólogos da década de 1880 notaram que as ondas S geradas por terremotos não passavam por toda a Terra, então concluíram que o núcleo da Terra estava derretido. Mas algumas ondas P, depois de passarem pelo núcleo da Terra, apareceram em locais inesperados – a “zona de sombra”, disse Lehman. Diga -Criar anomalias impossíveis de explicar. Lehmann foi o primeiro a sugerir que ondas P turbulentas poderiam interagir com um núcleo interno sólido dentro de um núcleo externo líquido, com base em dados de um grande terremoto de 1929 na Nova Zelândia.
Ao rastrear ondas sísmicas de terremotos que passaram pelo núcleo interno da Terra em trajetórias semelhantes desde 1964, os autores do estudo de 2023 descobriram que a rotação segue um ciclo de 70 anos. Na década de 1970, o núcleo interno girava um pouco mais rápido que o planeta. Depois desacelerou por volta de 2008, e de 2008 a 2023 começou a se mover ligeiramente na direção oposta, em relação ao manto.
No novo estudo, Vidal e seus colegas observaram ondas sísmicas geradas por terremotos nos mesmos locais em momentos diferentes. Eles encontraram 121 exemplos de terremotos que ocorreram entre 1991 e 2023 nas Ilhas Sandwich do Sul, um arquipélago de ilhas vulcânicas no Oceano Atlântico, a leste do extremo sul da América do Sul. Os pesquisadores também analisaram as ondas de choque que penetraram no núcleo dos testes nucleares soviéticos realizados entre 1971 e 1974.
A rotação do coração afeta o tempo de chegada da onda, disse Vidal. A comparação do tempo dos sinais sísmicos à medida que entram em contacto com o núcleo revelou mudanças na rotação do núcleo ao longo do tempo, confirmando o ciclo de rotação de 70 anos. Segundo cálculos dos pesquisadores, o coração está quase pronto para começar a acelerar novamente.
Em comparação com outros estudos sísmicos que medem terremotos individuais à medida que passam pelo núcleo – independentemente de quando ocorrem – o uso apenas de terremotos emparelhados reduz a quantidade de dados utilizáveis, “o que torna o método mais desafiador”, disse Waszek. No entanto, isso também permitiu aos cientistas medir as mudanças na rotação do núcleo com mais precisão, segundo Vidal. Se o modelo da sua equipe estiver correto, a rotação do núcleo começará a acelerar novamente em cerca de cinco a 10 anos.
Os sismógrafos também revelaram que, ao longo do ciclo de 70 anos, a rotação do núcleo abranda e acelera a ritmos diferentes, “o que terá de ser explicado”, disse Vidal. Uma possibilidade é que o núcleo interno metálico não seja tão sólido quanto o esperado. Se ele se deformar enquanto gira, poderá afetar a consistência de sua velocidade de rotação, disse ele.
Os cálculos da equipe também sugerem que o núcleo tem diferentes taxas de rotação para movimentos para frente e para trás, o que acrescenta “uma contribuição interessante à fala”, disse Waszek.
Mas a profundidade e a inacessibilidade do núcleo interno significam que permanecem dúvidas, acrescentou ela. Quanto a saber se o debate sobre a rotação do núcleo realmente acabou, Wasek disse: “Precisamos de mais dados e ferramentas multidisciplinares melhoradas para investigar isto mais profundamente”.
Embora possam ser rastreadas e medidas, as mudanças na rotação do núcleo são quase imperceptíveis para as pessoas na Terra, disse Vidal. Quando o núcleo gira mais lentamente, o movimento do manto acelera. Essa mudança faz a Terra girar mais rápido e encurta a duração do dia. Mas essas mudanças rotacionais se traduzem em apenas um milissegundo na duração de um dia, disse ele.
“Em termos desse impacto na vida de uma pessoa?” Ele disse. “Não consigo imaginar que isso signifique muito.”
Os cientistas estudam o núcleo interno para aprender como o interior profundo da Terra se formou e como as atividades estão interligadas em todas as camadas subterrâneas do planeta. Vidal acrescentou que a região misteriosa onde o núcleo externo líquido circunda o núcleo interno sólido é particularmente interessante. Sendo um local onde o líquido e o sólido se encontram, esta fronteira está “cheia de potencial de atividade”, tal como a fronteira núcleo-manto e a fronteira manto-crosta.
“Podemos ter vulcões nos limites do núcleo interno, por exemplo, onde sólidos e líquidos se encontram e se movem”, disse ele.
Como a rotação do núcleo interno afeta o movimento do núcleo externo, acredita-se que a rotação do núcleo interno ajuda a alimentar o campo magnético da Terra, embora sejam necessárias mais pesquisas para descobrir o seu papel preciso. Waszczyk disse que há muito a aprender sobre a estrutura geral do núcleo interno.
“Metodologias novas e futuras serão fundamentais para responder às questões atuais sobre o núcleo interno da Terra, incluindo a rotação.”
Mindy Weissberger é redatora científica e produtora de mídia cujo trabalho foi publicado na Live Science, Scientific American e How It Works.
