&bala; Física 17, s139
Ao medir a temperatura de fusão do ferro sob alta pressão transitória, os pesquisadores estabeleceram um limite para a temperatura na fronteira entre os núcleos interno e externo.
A compreensão do dínamo da Terra e de outros processos internos depende do conhecimento de como o ferro – o principal constituinte do núcleo da Terra – se comporta sob altas pressões e temperaturas. Os investigadores mapearam partes do diagrama de fases pressão-temperatura relevante utilizando uma mistura de teoria e experiência, mas como as condições mais extremas só podem ser produzidas em laboratório de forma fugaz (se é que o são), permanecem grandes lacunas e incertezas. Agora, Sofia Balugani, do Centro Europeu de Radiação Síncrotron, na França, e seus colegas submeteram uma amostra de ferro puro a uma pressão de 270 gigapascais (GPa) – perto dos 330 GPa no limite do núcleo interno da Terra – e mediram sua temperatura à medida que derreteu. (1). Dado que o ferro no núcleo é misturado com níquel e outros elementos, que diminuem o seu ponto de fusão, o resultado estabelece um limite superior para a temperatura na fronteira entre o núcleo interno sólido e o núcleo externo líquido.
Os experimentadores produzem rotineiramente pressões estáticas de muitas centenas de gigapascais usando células de bigorna de diamante. No entanto, combinar estas pressões com altas temperaturas requer uma abordagem dinâmica. Em estudos anteriores, os pesquisadores comprimiram amostras, explodindo-as com pulsos de laser breves e intensos, enquanto caracterizavam sua estrutura usando difração de raios X. Balugani e colegas usaram compressão a laser, mas combinaram-na com espectroscopia de absorção de raios X, uma técnica sensível à estrutura e à temperatura.
Sua amostra começou a derreter abaixo de 240 GPa a 5.345 Okay. Por extrapolação, os pesquisadores inferiram que a temperatura na fronteira do núcleo interno não deve ser superior a 6.202 Okay. Eles também descartaram uma transição cristalina – de hexagonal compactado para cúbica centrada no corpo – que foi prevista para ocorrer perto dessa temperatura.
–Marric Stephens
Marric Stephens é editor correspondente da Revista Física com sede em Bristol, Reino Unido.
Referências
- S. Balugani e outros.“Novas restrições na temperatura de fusão e estabilidade de fase do ferro chocado até 270 GPa sondadas por espectroscopia de absorção de raios X ultrarrápida,” Física. Rev. 133254101 (2024).
