O interior da Terra está esfriando mais rápido do que o esperado

O interior da Terra está esfriando mais rápido do que o esperado

Um dispositivo de medição para determinar a condutividade térmica de bridgemanite sob alta pressão e temperatura máxima. Crédito: Murakami M et al, DOI: 10.1016/j.epsl.2021.117329

Pesquisadores da ETH Zurich mostraram em laboratório quão bem um metal comum na fronteira entre o núcleo e o manto da Terra conduz calor. Isso os leva a suspeitar que o calor da Terra pode estar se dissipando mais cedo do que se pensava anteriormente.


A evolução do planeta Terra é uma história de um refrigerador: 4,5 bilhões de anos atrás, temperaturas extremas Prevalecia na superfície da terra jovem e estava coberta por um profundo oceano de magma. Ao longo de milhões de anos, a superfície do planeta esfriou para formar uma crosta quebradiça. No entanto, a enorme energia térmica que emana do interior da Terra impulsiona processos dinâmicos, como convecção do manto, placas tectônicas e vulcões.

No entanto, questões sobre a rapidez com que a Terra esfriará e quanto tempo pode levar para esse resfriamento contínuo interromper os processos térmicos acima permanecem sem resposta.

Uma possível resposta pode estar na condutividade térmica dos minerais que formam a fronteira entre o núcleo e o manto da Terra.

Essa camada limite é relevante porque é aqui que as rochas pegajosas do manto da Terra estão em contato direto com a fusão a quente de ferro e níquel no núcleo externo do planeta. a Gradiente de temperatura Entre as duas camadas é bastante íngreme, então é provável que haja muito calor fluindo aqui. A camada limite é composta principalmente pelo mineral bridgemanita. No entanto, os pesquisadores têm dificuldade em estimar quanto calor esse mineral passa do núcleo da Terra para o manto porque a verificação experimental é muito difícil.

Agora, o professor da ETH Motohiko Murakami e colegas da Carnegie Institution for Science desenvolveram um sofisticado sistema de medição que lhes permite medir a condutividade térmica de bridgemanite em laboratório, sob condições de pressão e temperatura prevalecentes no interior da Terra. Para as medições, eles usaram um sistema de medição de absorbância óptica recém-desenvolvido em uma unidade de diamante aquecida a laser pulsado.

“Este sistema de medição nos permite mostrar que a condutividade térmica da bridgemanita é cerca de 1,5 vezes maior do que o suposto”, diz Murakami. Isso indica que o fluxo de calor do núcleo para o manto também é maior do que se pensava anteriormente. O maior fluxo de calor, por sua vez, aumenta a convecção no manto e acelera o resfriamento da Terra. Isso pode causar placas tectônicas, que continua através de movimentos convectivos no manto, para desacelerar mais rápido do que os pesquisadores esperavam com base nos valores anteriores de condutividade térmica.

Murakami e colegas também mostram que o resfriamento rápido do manto alterará as fases minerais estáveis ​​no limite do manto central. Quando esfria, a bridgemanita se transforma no mineral pós-perovskita. Mas uma vez que a pós-perovskita aparece no limite do manto central e começa a dominar, o resfriamento do manto pode realmente acelerar, estimam os pesquisadores, porque esse mineral conduz o calor de forma mais eficiente do que a bridgemanita.

“Nossos resultados podem nos dar uma nova perspectiva sobre a evolução da dinâmica da Terra. Eles indicam que a Terra, como os outros planetas rochosos Mercúrio e Marte, está esfriando e se tornando inativa muito mais rápido do que o esperado”, explica Murakami.

No entanto, ele não pode dizer quanto tempo levaria, por exemplo, para que as correntes convectivas no manto parassem. Ainda não sabemos o suficiente sobre esses tipos de eventos para determinar seu momento. Para fazê-lo, primeiro requer uma melhor compreensão de como fazê-lo manto de gravidez Funciona espacial e temporalmente. Além disso, os cientistas precisam esclarecer como o decaimento de elementos radioativos no interior da Terra – uma das principais fontes de calor – afeta a dinâmica capa.


Recurso de transferência de calor na parte inferior do manto terrestre


Mais Informações:
Motohiko Murakami et al, A condutividade térmica radiativa da ponte monocristalina no limite núcleo-manto com implicações para a evolução geotérmica, Cartas de Ciências da Terra e Planetárias (2021). DOI: 10.1016 / j.epsl.2021.117329

a citação: Resfriamento do núcleo mais rápido do que o esperado (2022, 14 de janeiro) Recuperado em 14 de janeiro de 2022 em https://phys.org/news/2022-01-earth-interior-cooling-faster.html

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