Que se passa no centro do nosso planeta?
Como é o nosso planeta por dentro? Será que o coração é cristalino ou granuloso? Oculta um mega-reactor nuclear? Vejamos o que sabe a ciência sobre as entranhas da Terra.
O centro da Terra é um lugar estranho, onde há ouro por todo o lado e a pressão é 3,5 milhões de vezes maior do que na superfície. Geofísicos de diversas instituições do mundo esforçam-se, actualmente, por compreender essa geografia impossível que abriga, entre outras coisas, os segredos da evolução dos continentes e o singular comportamento dos pólos magnéticos. Não deixa de ser paradoxal que saibamos mais sobre o universo, com um raio de 13.500 milhões de anos-luz, do que sobre o núcleo da própria Terra, pouco mais de 6000 quilómetros abaixo dos nossos pés. Talvez por isso, alguns cientistas desenvolvem fascinantes experiências de laboratório e outros planeiam missões extravagantes para explorar as suas entranhas.
Em 1970, uma equipa de geólogos russos começou a perfurar a superfície da península de Kola (situada na região de Murmansk, no Noroeste da Rússia), na esperança de conhecer mais de perto as enigmáticas tripas da Terra. Embora o objectivo inicial fosse alcançar os 15 mil metros de profundidade, viram-se obrigados, após 22 anos de labor, a desistir da tarefa: a elevada pressão interna tinha aquecido a rocha subterrânea até aos 180 ºC, transformando-a numa espécie de plasticina pegajosa, impossível de esburacar. Passado quase uma década, os cientistas dispõem de um túnel com 12.262 metros de profundidade e cerca de 20 centímetros de largura; apesar de ser o buraco mais fundo que alguma vez se escavou, não atinge sequer 1% da distância que nos separa do núcleo. O resto permanece tão fora do nosso alcance como há três séculos, quando o astrónomo inglês Edmond Halley (1656–1742) sugeriu que o centro planetário era oco e estava cheio de formas de vida. Actualmente, a sua teoria parece-nos ridícula, mas a verdade é que não se sabe nada com toda a certeza.
Uma espécie de dança
Um estudo recente da Universidade de Calgary (Canadá) revelou que o núcleo é uma mistura de ferro, níquel derretido e outros elementos mais leves, como enxofre, carbono, oxigénio e silício. Por sua vez, a semente, ou núcleo interno, é uma bola sólida um pouco menor do que a Lua, com um raio de 1220 quilómetros e uma temperatura que oscila entre os 5000 e os 6000 ºC. Em contrapartida, a camada que a envolve (o núcleo externo) é líquida, menos quente e tem 2270 quilómetros de espessura. Além disso, é quase totalmente composta por uma liga de ferro fundido.
Essa bola incandescente irradia a enorme temperatura até às camadas exteriores e dá origem a correntes de convecção, as principais responsáveis pelo movimento das placas tectónicas. Todavia, o coração da Terra, para além de mover continentes, possui outras responsabilidades: gera o campo magnético terrestre, uma espécie de circuito fechado de electricidade que nos protege da radiação cósmica.
O poderoso magnetismo surge devido ao efeito de dínamo criado pelo ballet entre o núcleo sólido (que não gira com a rotação do planeta) e o núcleo líquido (esse, sim, em movimento). Liberta-se, assim, uma poderosa corrente eléctrica com centenas de quilómetros de diâmetro que preenche o núcleo e sai pelos pólos magnéticos, entendendo-se até 60.000 km no espaço. Embora a sua origem e funcionamento exacto continuem a constituir um mistério, investigadores do Observatório Terrestre Lamont-Doherty, na Universidade de Columbia (Nova Iorque), descobriram recentemente que o núcleo gira ligeiramente mais depressa do que o resto do planeta. A descoberta, publicada há alguns meses na revista Nature, contribui para explicar o motivo pelo qual o núcleo completa uma rotação suplementar em cada 900 anos; sugere, além disso, que essa rotação poderá ajudar a manter um campo magnético resistente e forte.
A solução para chegar ao fundo da questão reside nas ondas. Todos os anos, estações sísmicas de todo o mundo registam milhares de tremores de terra que, por vezes, atravessam o globo de uma ponta à outra. Os geofísicos procuram explorar a arquitectura do planeta através do estudo das ondas que o percorrem. Sabem que estas viajam a velocidades diferentes consoante o material pelo qual fluem, o que dá algumas pistas sobre a sua topografia interna: por exemplo, ondas mais rápidas costumam indicar a presença de rocha mais densa.
De cristalino a granuloso
Os dados sismológicos são depois combinados com informação sobre a densidade da massa terrestre decorrente das leis de gravidade e com resultados de experiências desenvolvidas em condições extremas de pressão; esta pode atingir milhões de quilos por centímetro quadrado. Embora a maior parte dos geofísicos acredite ter conhecimento da topografia interna da Terra com uma resolução de algumas centenas de quilómetros, outros opinam que, se pudermos contar unicamente com informação obtida por métodos indirectos, só ficaremos a conhecer metade do filme.
Até há 15 anos, geofísicos do Instituto Carnegie, em Washington, sugeriam que o núcleo interno era um gigantesco cristal. A estranha hipótese surgiu como resposta ao facto de que as ondas sísmicas que o percorrem ao longo do eixo dos pólos magnéticos completarem o périplo cerca de quatro segundos antes daquelas que atravessam o equador. Se se tomar em consideração que a temperatura e a pressão extremas formam as condições ideais para o desenvolvimento de cristais, talvez a existência de um cristal de ferro pudesse explicar essa poupança de tempo.
No entanto, à medida que os cientistas conhecem melhor as propriedades do metal, essa hipótese é confrontada com outra: o centro terrestre constituiria uma massa granulosa distríbuida por camadas. "O núcleo interno poderia ser comparável à superfície da Terra, embora com variações mais subtis”, afirma John Vidale, geofísico e professor da Universidade de Washington. O facto é que, embora seja sólido, flui provavelmente de forma lenta, como um glaciar. As alterações na sua composição poderiam significar que algumas partes derretem com maior facilidade do que outras; daí que se formem grânulos e camadas.
Desde 2002, e após estudarem centenas de milhares de sismos, geofísicos de Harvard defendem que poderia existir um "núcleo interior” do núcleo interno, uma esfera de 580 km. A hipótese adquiriu consistência em 2008, quando os investigadores chineses Xiaodong Song e Xinlei Sun apresentaram uma teoria semelhante, com uma diferença: a extensão seria de 1180 km. Estaríamos perante uma relíquia com cerca de 5000 milhões de anos.
Na opinião do geofísico Thierry Alboussière, do Laboratório de Geofísica Interna e Tectonofísica da Universidade de Grenoble (França), o núcleo sólido poderia estar em constante movimento para Leste relativamente ao núcleo líquido, e esse desfasamento aproximá-los-ia. Consequência: o processo de cristalização, de um lado, e o de liquefacção, do outro, ocorreriam em simultâneo. Semelhante hipótese implica uma reavaliação revolucionária da origem do campo magnético terrestre; significaria igualmente que o núcleo, em contínua renovação, é mais jovem do que o resto do globo.
Todavia, a hipótese mais peculiar de todas talvez seja a defendida pelo geofísico Marvin Herndon, o qual opina que o centro da Terra poderia ser, em vez de uma bola estável de ferro em estado sólido, um grande reactor nuclear em constante funcionamento. Segundo o especialista, o urânio poderia ter-se infiltrado até ao núcleo, dando origem a uma fissão.
Embora muitos critiquem a teoria, todos admitem, no entanto, que não se pode descartar. "Não sabemos, simplesmente, o suficiente”, assegura David J. Stevenson, professor de Ciência Planetária no California Institute of Technology. "Precisamos de novas e melhores ferramentas para a exploração terrestre profunda. Se existisse, na realidade, muita radioactividade no núcleo, seriam produzidos neutrinos, que poderiam ser detectados na superfície por novos equipamentos. Todavia, não é possível, com base na actual tecnologia de rastreio, determinar se uma partícula dessas provém do espaço ou do centro da Terra.”
Só se lá forem
Estudar e estabelecer a origem do campo magnético é ainda mais difícil, e os cientistas não conhecem com exactidão, até hoje, alguns aspectos, como, por exemplo, por que motivo é tão potente ou a razão pela qual a sua polaridade se inverte após várias centenas de milhares de anos. No intuito de explicá-lo, diversos laboratórios experimentaram construir reproduções em grande escala, para simular o núcleo, e derramar metal derretido dentro de enormes esferas de cobre. "A esperança é conseguir um geodínamo que imite as condições existentes no interior da Terra”, esclarece Daniel Perry Lathrop, professor de física e geologia na Universidade do Maryland.
"Todavia, elas são tão hostis que reproduzi-las com exactidão não seria prático. Não podemos inventar um estado de convecção rotatória que mostre o dínamo terrestre, pois este é sempre muito fraco. Teríamos de construir um modelo com 40 metros de diâmetro.” Não seria o único problema: para obtê-lo, Lathrop teria igualmente de recriar a força da gravidade, e não há maneira de consegui-lo sem a ajuda de um buraco negro. Mesmo que fosse possível, continuaria a ser apenas uma simulação; a demonstração directa só se consegue com uma viagem "à Júlio Verne”.
Foi isso, precisamente, o que propôs, em 2003, David J. Stevenson, num artigo publicado na revista Nature: enviar uma sonda do tamanho de uma toranja, embutida numa massa de ferro fundido de cerca de cem milhões de quilos, para criar uma fenda com mais de 3000 quilómetros de profundidade. Desse modo, o dispositivo (dotado de um impulso inicial que lhe permitiria perfurar as camadas externas) chegaria ao núcleo do planeta e enviaria informação sobre as matérias e camadas que fosse encontrando pelo caminho.
No entanto, o cientista estima que a energia necessária para criar essa fenda seria equivalente a um sismo de magnitude 7 na escala de Richter. Em alternativa, poder-se-ia aproveitar as fendas que já existem. "O desafio tecnológico é menos complexo do que o do Projecto Manhattan”, disse Stevenson, referindo-se ao desenvolvimento da primeira bomba nuclear norte-americana. A iniciativa custaria milhares de milhões de dólares. "Uma das mensagens mais persistentes da exploração planetária é que ficamos surpreendidos de cada vez que vamos a algum lado”, insiste o autor. E não restam dúvidas de que o núcleo terrestre está, seguramente, repleto de surpresas.
A.P.S.
Sabe mais: http://www.superinteressante.pt/index.php?option=com_content&view=article&id=589:viagem-ao-nucleo&catid=6:artigos&Itemid=80
