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Um estudo sugere que a camada D” da Terra, perto da fronteira núcleo-manto, foi formada a partir de um oceano de magma criado por um impacto massivo. O peróxido de ferro-magnésio, formado a partir da água deste oceano, explica a composição e heterogeneidade únicas da camada D”.
Uma nova investigação sugere que a misteriosa camada D” na fronteira núcleo-manto da Terra pode ter-se formado a partir de restos de um impacto colossal inicial, com o peróxido rico em ferro a desempenhar um papel fundamental nas suas características únicas e duradouras.
Nas profundezas da Terra, existe uma camada misteriosa chamada camada D”. Localizada a cerca de 3.000 quilómetros de profundidade, esta zona fica logo acima da fronteira entre o núcleo externo derretido do planeta e o seu manto sólido. Ao contrário de uma esfera perfeita, a camada D” é surpreendentemente irregular. A sua espessura varia muito de lugar para lugar, com algumas regiões até sem uma camada D” – tal como os continentes se elevam acima dos oceanos da Terra. Essas variações intrigantes chamaram a atenção dos geofísicos, que descrevem a camada D” como uma região heterogênea ou não uniforme.
Um novo estudo liderado pelo Dr. Qingyang Hu (Centro de Pesquisa Avançada em Ciência e Tecnologia de Alta Pressão) e Dr.Universidade de Princeton) sugere que a camada D” pode ser originada desde os primeiros dias da Terra. A teoria deles depende da hipótese do Impacto Gigante, que propõe um MarteUm objeto do tamanho de um planeta colidiu com a proto-Terra, criando um oceano de magma em todo o planeta. Eles acreditam que a camada D” pode ser uma composição única que sobrou deste impacto colossal, potencialmente contendo pistas sobre a formação da Terra.
Água no Oceano Magma
Dr. Jie Deng destaca a presença de uma quantidade substancial de água neste oceano global de magma. A origem exacta desta água continua a ser um tema de debate, com várias teorias propostas, incluindo a sua formação através de reacções entre o gás da nebulosa e o magma, ou entrega directa por cometas. “A visão predominante”, continua o Dr. Deng, “sugere que a água teria se concentrado no fundo do oceano de magma à medida que esfriava. Nos estágios finais, o magma mais próximo do núcleo poderia conter volumes de água comparáveis aos oceanos atuais da Terra.”
As condições extremas de pressão e temperatura no fundo do oceano de magma teriam criado um ambiente químico único, promovendo reações inesperadas entre a água e os minerais. Qingyang Hu explica: “Nossa pesquisa sugere que este oceano de magma hidratado favoreceu a formação de uma fase rica em ferro chamada peróxido de ferro-magnésio”. Este peróxido, com a fórmula (Fe, Mg)O2, tem uma preferência ainda mais forte pelo ferro em comparação com outros componentes principais esperados no manto inferior. “De acordo com nossos cálculos, sua afinidade com o ferro poderia ter levado ao acúmulo de peróxido com predominância de ferro em camadas que variam de vários a dezenas de quilômetros de espessura.
Formação de estrutura heterogênea na fronteira núcleo-manto da Terra. Crédito: Science China Press
A presença desta fase peróxido rica em ferro alteraria a composição mineral da camada D”, desviando-se do nosso entendimento atual. De acordo com o novo modelo, os minerais em D” seriam dominados por um novo conjunto: o silicato pobre em ferro, o peróxido rico em ferro (Fe, Mg) e o óxido pobre em ferro (Fe, Mg). Este peróxido com predominância de ferro também possui baixas velocidades sísmicas e alta condutividade elétrica, tornando-o um candidato potencial para explicar as características geofísicas únicas da camada D”. Essas características incluem zonas de velocidade ultrabaixa e camadas de alta condutância, ambas contribuindo para a conhecida heterogeneidade composicional da camada D”.
“Nossas descobertas sugerem que o peróxido rico em ferro, formado a partir da antiga água do oceano de magma, desempenhou um papel crucial na formação das estruturas heterogêneas da camada D”, disse Qingyang. A forte afinidade deste peróxido com o ferro cria um forte contraste de densidade entre essas manchas ricas em ferro e o manto circundante. Essencialmente, atua como um isolante, evitando que se misturem e potencialmente explicando a heterogeneidade duradoura observada na base do manto inferior. Jie acrescentou: “Este modelo se alinha bem com os resultados recentes de modelagem numérica, sugerindo que a heterogeneidade do manto inferior pode ser uma característica de longa duração”.
Referência: “A fronteira núcleo-manto da Terra moldada pela cristalização de um oceano de magma terrestre hidratado” por Qingyang Hu, Jie Deng, Yukai Zhuang, Zhenzhong Yang e Rong Huang, 13 de maio de 2024, Revisão Nacional de Ciência.
DOI: 10.1093/nsr/nwae169