Geografia

10/03/2010

Estudo virtual do centro da Terra

Ao ser medido do outro lado do planeta, por exemplo, o tremor em terras chilenas pode ajudar a descobrir a constituição do centro terrestre por onde essas ondas sísmicas passaram. A fim de ampliar as fontes de informação sobre o assunto, um Projeto Temático iniciado no dia 1º deste mês, apoiado pela FAPESP, pretende investigar nos próximos três anos a composição do centro do planeta sem necessitar da ocorrência de abalos sísmicos. Os pesquisadores ligados ao projeto, intitulado “Simulação e modelagem de minerais a altas pressões”, reproduzirão por meio de modelos computacionais as condições termodinâmicas a que os minerais estão expostos no subsolo terrestre.
As dificuldades de se estudar o que ocorre no chamado manto terrestre inferior, que compreende profundidades entre 670 e 2,7 mil quilômetros, pressões entre 20 e 130 gigapascais e temperaturas que chegam a 2000º Kelvin, fazem os cientistas lançar mão de medidas indiretas, como as geradas pelos abalos sísmicos. “Só para se ter uma ideia, a camada pré-sal do oceano na qual o Brasil vai explorar petróleo compreende profundidades de cerca de 7 quilômetros. Isso mostra que conhecemos somente a casquinha do nosso planeta”, comparou João Francisco Justo Filho, professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) e coordenador do Temático.
Especialista em modelagem de materiais e em nanossistemas, Justo Filho começou a se interessar por geofísica em 2007, quando atuou como pesquisador visitante na Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos. Na época, notou que não havia muitos estudos teóricos de materiais submetidos a altas pressões e passou a analisar a influência da pressão no magnetismo. Uma das hipóteses que a nova pesquisa deverá testar é a dos efeitos das transições dos materiais de um estado magnético para um estado não-magnético. Justo Filho especula que a viscosidade deva sofrer um grande efeito como consequência dessas transições, ou seja, à medida que o material amolece também perde seu magnetismo. Ao aplicar essas hipóteses em um sistema altamente dinâmico, como é o centro da Terra, o grupo espera correlacionar as propriedades às possíveis combinações de elementos, como ferro, magnésio e oxigênio, que ocorrem nas chamadas áreas de recombinação química.
O grupo testará modelos geofísicos computacionais baseados em medições indiretas como a de abalos sísmicos e da radiação térmica de corpos negros. Este último método é uma ferramenta da astrofísica que consiste no registro da radiação captada na superfície de um corpo, no caso a Terra, e emitida pelo seu interior. Essa medida permite inferir por onde passou a radiação ao analisar sua trajetória desde o núcleo até a superfície. Um dos objetivos da pesquisa é a elaboração de um mapa de correlação entre temperaturas e profundidades das várias camadas do planeta. “Essa ainda é uma questão em aberto no estudo do manto inferior terrestre”, disse Justo Filho.
Coração de ferro
Não há como estudar o centro da Terra sem abordar um dos elementos mais abundantes do núcleo incandescente, o ferro. Mas sua concentração ainda é uma incógnita para a qual o Projeto Temático tentará levantar pistas. O interior do planeta contém primordialmente minerais do tipo óxidos, como o óxido de magnésio e o silicato de magnésio, e várias questões a respeito da incorporação do ferro nessas estruturas permanecem em aberto. O magnetismo terrestre, que faz o ponteiro magnetizado de uma bússola apontar para o norte geográfico da Terra, é atribuído à presença do ferro na composição do planeta.
Por sua vez, as propriedades magnéticas desse mineral estão relacionadas ao seu número spin, o qual também sofre alterações motivadas por temperaturas e pressões diferentes, segundo explica a professora Lucy Vitória Credidio Assali, do Instituto de Física da USP, que também participa do Temático. “O magnetismo terrestre pode estar associado a essas mudanças ocorridas no interior do planeta”, disse. O projeto de pesquisa permitirá a execução de simulações computacionais dispensando a necessidade de experimentos físicos realizados em laboratório. Ensaios de minerais a altas pressões exigem equipamentos caros, como células de diamantes, que espremem amostras para medir suas propriedades físicas. Além disso, esses testes possuem limitações e não abrangem as interações que ocorrem entre os minerais no interior do planeta. Os modelos computacionais também poderão levar à descoberta de novos meios e ferramentas para se chegar a respostas sobre dúvidas a respeito dos mecanismos internos do planeta. “Poderemos verificar alternativas e descobrir caminhos para se obter outros resultados, algo permitido pela simulação computacional”, disse Lucy.
Com as simulações, os pesquisadores esperam aprofundar os conhecimentos sobre a composição química do manto terrestre, a geo e termodinâmica do planeta e a evolução das placas tectônicas, informações essenciais para o melhor entendimento dos terremotos.
(Envolverde/Agência Fapesp)
Fonte: Envolverde
Publicado em 04/03/2010. Todas as modificações posteriores são de responsabilidade do autor do texto.