O núcleo rico em ferro é essencial para o nosso planeta. Ele não só alimenta o campo magnético que protege a atmosfera, superfície e oceanos da radiação solar, como também influencia a tectônica de placas, processo que remodela continuamente os continentes.
Apesar de sua importância, muitas das propriedades fundamentais do núcleo da Terra são desconhecidas até hoje. Não sabemos exatamente qual é sua temperatura, de que é feito ou quando começou a se solidificar. Mistérios que podem ser revelados a partir de um novo trabalho.
Tradicionalmente, existem duas maneiras de descobrir de que o núcleo é feito: meteoritos e sismologia. Ao examinar a química dos meteoritos podemos ter uma ideia do que nosso núcleo pode ser composto. O problema é que isso nos dá apenas uma ideia aproximada. Essa análise revela que o núcleo deve ser feito de ferro e níquel, e talvez silício ou enxofre, mas é difícil saber os detalhes desta composição.
A sismologia, por outro lado, é muito mais específica. Quando as ondas sonoras dos terremotos viajam pelo planeta, elas aceleram e desaceleram dependendo dos materiais pelos quais passam. Comparando o tempo de viagem dessas ondas, do terremoto ao sismômetro, com a velocidade com que as ondas viajam através de minerais e metais identificada em experimentos, podemos ter uma ideia do que compõe o interior da Terra.
Observamos que estes tempos de viagem exigem que o núcleo interno da Terra seja cerca de 10% menos denso do que o ferro puro e que o núcleo externo líquido seja mais denso do que o núcleo interno sólido. Apenas algumas propriedades químicas conhecidas do núcleo podem explicar estas características. Mas mesmo entre uma pequena seleção de possíveis constituintes, as temperaturas potenciais de fusão variam em centenas de graus — deixando-nos sem saber nada sobre as propriedades precisas do núcleo.
Pesquisas que simulam como os átomos em metais líquidos se unem para formar sólidos descobriram que algumas ligas requerem um “super-resfriamento” mais intenso do que outras. Ao explorar todas as temperaturas de fusão possíveis do núcleo, cientistas descobriram que o máximo de super-resfriamento que o núcleo poderia ter sofrido é de cerca de 420°C abaixo da temperatura de fusão. Mas o ferro puro requer um resfriamento de pelo menos 1000°C, o que teria deixado o núcleo sólido. Adicionar silício e enxofre apenas exigiria ainda mais super-resfriamento.
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