Actualmente, os astrónomos pensam que a Terra possui um núcleo metálico coberto por uma camada de silicatos. Contudo, a origem desta estrutura é uma das mais notáveis questões em aberto que permanecem nas ciências planetárias.

A Terra formou-se a partir duma nuvem primordial de gás e poeira, quando o sistema solar era ainda jovem. Este material foi sendo aglutinado para, através de colisões, formar pequenos corpos compostos por rocha e gelo, designados por planetesimais, com tamanhos da ordem de alguns quilómetros. Estes planetesimais coalesceram rapidamente para formar planetas, com diâmetros de milhares de quilómetros.

Mas terá a Terra aglutinado material não diferenciado (isto é, sem estrutura interna diferenciada), tendo o núcleo e o manto terrestres sido formados mais tarde - caso em que a Terra terá acumulado a totalidade da sua massa antes da sua diferenciação, ou será que se tratou de um processo mais gradual? Alternativamente, a formação de núcleos pode ter ocorrido rapidamente no interior dos planetesimais em crescimento e, neste caso, o núcleo terrestre resultaria da contribuição do material destes núcleos previamente formados.

Investigadores japoneses, do Instituto para o Estudo do Interior Terrestre (Universidade de Okayama, Japão), usaram agora medições de conductividade eléctrica para mostrar que a Terra pode, de facto, ter-se formado a partir da agregação de pequenos planetesimais já diferenciados, com núcleo e manto. Os cientistas acreditam que a formação de núcleos deve ter ocorrido muito cedo, quando o sistema solar tinha uma idade de apenas 30 milhões de anos, e avançam a hipótese de que a Terra, nesta altura, já possuía um núcleo totalmente formado.

O topo do manto terrestre é essencialmente composto de silicatos (óxidos de silício) e uma mistura de ferro com óxido de magnésio. A temperaturas elevadas, uma interface de metal fundido, contendo ferro, forma-se por entre os grãos dos cristais de silicatos, uma vez que o seu ponto de fusão é mais baixo. Para que este metal possa formar separadamente um núcleo planetário, é necessário que seja capaz de mover-se e separar-se da matriz de cristais de silicatos no qual se encontra.

Esta equipa mediu a condutividade eléctrica dos cristais de silicatos e do ferro fundido à temperatura de 1300 graus centígrados e pressão de 30 000 atm. Estas condições são aproximadamente aquelas que devemos encontrar a 100 km abaixo da superfície terrestre. A condutividade dos compostos de ferro é muito superior à dos silicatos, o que permite detectar pequenas quantidades da liga metálica. Ora, foi detectada uma elevada condutividade nas amostras estudadas, correspondendo a um teor de ferro fundido de cerca de 6% em volume. Mesmo depois de baixar a temperatura das amostras, as fortes condutividades permaneceram.

Isto indica que o ferro fundido criou canais por entre os cristais de silicatos, permitindo a separação do metal (ver figura). As elevadas temperaturas necessárias para derreter o ferro, aquando da formação do núcleo terrestre, podem ter sido proporcionadas pelo calor libertado pelo decaimento radioactivo de isótopos com tempos de vida curtos, existentes no sistema solar jovem. Se as elevadas condutividades observadas nas experiências correspondem ao escoamento do metal através dos cristais de silicatos, então a diferenciação do núcleo a partir do manto pode ter ocorrido muito rapidamente (em menos de 3 milhões de anos!), em pequenos planetesimais com diâmetros inferiores a 30 km.

Este estudo, conduzido por T. Yoshino e colaboradores, foi publicado na conhecida revista científica Nature (2003 Nature 422, 154).

Fonte da notícia: http://physicsweb.org/article/news/7/3/7