Nas profundezas da Terra existe uma bola de metal sólida que gira independentemente da rotação do nosso planeta, como um pião girando 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 e direcção de rotação – tem sido o centro de um debate de décadas. Um conjunto crescente de evidências sugere que a rotação do núcleo mudou drasticamente nos últimos anos, mas os cientistas ainda estão divididos sobre o que exatamente está acontecendo – e o que isso significa.
Parte do problema é que é impossível observar ou amostrar diretamente o interior da Terra. Os sismólogos obtêm informações sobre o movimento do núcleo interno examinando como se comportam as ondas de grandes terremotos que atingem esta área. Variações entre ondas de forças semelhantes que passaram pelo núcleo em momentos diferentes permitiram aos cientistas medir mudanças na posição do núcleo interno e calcular sua rotação.
“A rotação diferencial do núcleo interno foi proposta como um fenómeno nas décadas de 1970 e 1980, mas foi apenas na década de 1990 que as evidências sismológicas foram publicadas”, disse a Dra. Lauren Waszek, professora de ciências físicas na Universidade James Cook, na Austrália. .
Mas os investigadores têm debatido como interpretar estas descobertas, “principalmente devido ao desafio de fazer observações detalhadas do núcleo interno devido à sua distância e aos dados limitados disponíveis”, disse Waszek. Como resultado, “os estudos que se seguiram nos anos e décadas seguintes discordam sobre a taxa de rotação e também a sua direção em relação ao manto”, acrescentou. Algumas análises chegaram a propor que o núcleo não girava.
Um modelo promissor proposto em 2023 descreveu um núcleo interno que antes girava mais rápido que a própria Terra, mas agora gira mais lentamente. Por um tempo, relataram os cientistas, a rotação do núcleo coincidiu com a rotação da Terra. Depois desacelerou ainda mais, até que o núcleo começou a se mover para trás em relação às camadas fluidas ao seu redor.
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. Pesquisa publicada em 12 de junho em Revista natureza não só confirmam o abrandamento central, mas também apoiam a proposta de 2023 de que este abrandamento central faz parte de um padrão de décadas de abrandamento e aceleração.
As novas descobertas também confirmam que as mudanças na velocidade de rotação seguem um ciclo de 70 anos, disse o coautor do estudo, Dr. John Vidale, professor de Ciências da Terra na Faculdade Dornsife de Letras, Artes e Ciências da Universidade do Sul da Califórnia.
“Estamos discutindo sobre isso há 20 anos e acho que isso resolve a questão”, disse Vidale. “Acho que resolvemos o debate sobre se o núcleo interno se move e qual tem sido o seu padrão nas últimas décadas.”
Mas nem todos estão convencidos de que o problema está resolvido, e como um 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 entrar em jogo.
Atração magnética
Enterrado a cerca de 5.180 quilômetros de profundidade no interior da Terra, o núcleo interno de metal sólido é cercado por um núcleo externo de metal líquido. O núcleo interno é composto principalmente de ferro e níquel, e estima-se que seja tão quente quanto a superfície do Sol, em torno de 5.400°C.
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 fluido e do manto arrastam o núcleo. Ao longo de muitas décadas, o impulso e a atração dessas forças causam variações na velocidade de rotação do núcleo, disse Vidale.
O movimento oscilante do fluido rico em metal no núcleo externo gera correntes elétricas que alimentam o campo magnético da Terra, que protege o nosso planeta da radiação solar mortal. Embora a influência direta do núcleo interno no campo magnético seja desconhecida, os cientistas relataram anteriormente em 2023 que um núcleo com rotação mais lenta poderia potencialmente afetá-lo e também encurtar ligeiramente a duração de um dia.
Quando os cientistas tentam “ver” todo o planeta, geralmente rastreiam dois tipos de ondas sísmicas: ondas de pressão, ou ondas P, e ondas de cisalhamento, ou ondas S. de matéria; As ondas S movem-se apenas através de sólidos ou líquidos extremamente viscosos, de acordo com o Serviço Geológico dos EUA.
Os sismólogos notaram na década de 1880 que as ondas S geradas por terremotos não passavam completamente pela Terra, e assim concluíram que o núcleo da Terra estava derretido. Mas algumas ondas P, depois de passarem pelo núcleo da Terra, surgiram em locais inesperados — uma “zona de sombra”, como Lehmann a chamou — criando anomalias impossíveis de explicar.
Lehmann foi o primeiro a sugerir que as ondas P desviadas poderiam estar interagindo com um núcleo interno sólido dentro do núcleo externo líquido, com base em dados de um grande terremoto na Nova Zelândia em 1929.
Ao rastrear ondas sísmicas de terremotos que passaram pelo núcleo interno da Terra ao longo de caminhos semelhantes desde 1964, os autores do estudo de 2023 descobriram que a rotação seguiu um ciclo de 70 anos. Na década de 1970, o núcleo interno girava um pouco mais rápido que o planeta. Desacelerou por volta de 2008 e, de 2008 a 2023, começou a mover-se ligeiramente para trás em relação ao manto.
Futuro da rotação central
Para o novo estudo, Vidale e seus coautores observaram ondas sísmicas produzidas por terremotos nos mesmos locais em momentos diferentes. Eles encontraram 121 exemplos de terremotos desse tipo ocorridos 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 ondas de choque penetrantes nos testes de armas nucleares soviéticas realizados entre 1971 e 1974.
Quando o núcleo gira, disse Vidale, isso afeta o tempo de chegada da onda. Comparando o tempo dos sinais sísmicos à medida que tocavam o núcleo, ele revelou mudanças na rotação do núcleo ao longo do tempo, confirmando o ciclo de rotação de 70 anos. Pelos cálculos dos pesquisadores, o núcleo está prestes a começar a acelerar novamente.
Em comparação com outros estudos sismográficos centrais 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, “tornando o método mais desafiador”, disse Waszek. No entanto, ao fazê-lo, também permitiu aos cientistas medir as mudanças na rotação do núcleo com maior precisão, segundo Vidale. Se o modelo da sua equipe estiver correto, a rotação central começará a acelerar novamente em cerca de cinco a dez anos.
Os sismógrafos também revelaram que, durante o seu ciclo de 70 anos, a rotação do núcleo abranda e acelera a ritmos diferentes, “o que vai precisar de uma explicação”, disse Vidale. Uma possibilidade é que o núcleo metálico interno não seja tão sólido quanto o esperado. Se ele se deformar enquanto gira, isso poderá afetar a simetria de sua velocidade de rotação, disse ele.
Os cálculos da equipa também sugerem que o núcleo tem diferentes taxas de rotação para movimentos para a frente e para trás, o que acrescenta “uma contribuição interessante ao discurso”, disse Waszek.
Mas a profundidade e a inacessibilidade do núcleo interno significam que as incertezas permanecem, acrescentou ela. Quanto a saber se o debate sobre a rotação central realmente acabou, “precisamos de mais dados e de ferramentas interdisciplinares melhoradas para investigar mais a fundo”, disse Waszek.
“Cheio de potencial”
As mudanças na rotação do núcleo – embora possam ser rastreadas e medidas – são virtualmente imperceptíveis para as pessoas na superfície da Terra, disse Vidale. Quando o núcleo gira mais lentamente, o manto acelera. Essa mudança faz com que a Terra gire mais rápido e a duração do dia diminua. Mas essas mudanças de rotação se traduzem em meros milésimos de segundo na duração do dia, disse ele.
“Em termos desse efeito 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 a atividade se conecta através das camadas subterrâneas do planeta. A misteriosa região onde o núcleo externo líquido envolve o núcleo interno sólido é especialmente interessante, acrescentou Vidale. Sendo um local onde o líquido e o sólido se encontram, esta fronteira está “cheia de potencial para atividade”, tal como a fronteira núcleo-manto e a fronteira manto-crosta.
“Podemos ter vulcões nos limites do núcleo interno, por exemplo, onde o sólido e o fluido 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 ajude a alimentar o campo magnético da Terra, embora sejam necessárias mais pesquisas para desvendar seu papel preciso. E ainda há muito a aprender sobre a estrutura do núcleo interno, disse Waszek.
“Metodologias novas e emergentes serão fundamentais para responder a questões abertas sobre o núcleo interno da Terra, incluindo a rotação.”
O núcleo da Terra parou de girar e pode reverter, sugere estudo
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