1123: Cientistas intrigados com a descoberta de novas ondas magnéticas da Terra

CIÊNCIA/GEOLOGIA/CAMPO MAGNÉTICO

O campo magnético da Terra é muito importante para a própria vida do planeta. Os cientistas estudam e monitorizam esta defesa natural para perceber as suas alterações. Foi nessa contínua vigilância que perceberam que a nossa magnetosfera está de novo a actuar. O campo magnético astuto da Terra mantém os cientistas atentos.

Há um novo tipo de ondas magnéticas que está a deixar os cientistas intrigados. Os movimentos ondulam no núcleo externo da Terra.

Ondas magnéticas estranhas ondulam pela magnetosfera da Terra

Uma equipa de cientistas na Bélgica e em França descobriu um novo tipo de onda magnética – chamada onda Magneto-Coriolis – que percorre a superfície do núcleo exterior da Terra de sete em sete anos. Os investigadores analisaram anos de dados de satélite (equipamentos de varrimento de campo magnético) para construir um modelo das ondas bizarras.

O campo magnético da Terra, também conhecido como a “magnetosfera”, é vital para sustentar a vida no nosso planeta. Esta vasta bolha de partículas carregadas envolve o nosso planeta como a cauda de um cometa, protegendo-nos quer da radiação solar, quer da radiação cósmica.

Na sua essência, este escudo transformou a Terra num íman dipolo gigante, ajudando a orientar os sistemas de navegação que orientam tudo, desde os nossos smartphones até aos satélites.

A magnetosfera da Terra é gerada no núcleo exterior do nosso planeta, um mar agitado de ferro fundido a cerca de 2.900 quilómetros abaixo da superfície. Partículas carregadas electricamente no núcleo exterior formam células convectivas, que produzem uma corrente eléctrica que forma o que os cientistas chamam um “dínamo”. Este processo é o que forma o campo magnético da Terra, ou magnetosfera.

O campo magnético do planeta é estranho, vital, mas estranho

O nosso campo magnético é um campo particularmente estranho. Ele gira periodicamente, quando envia o pólo norte magnético para o hemisfério sul e vice-versa, (poderemos estar de novo prestes a ter um novo fenómeno destes: A última inversão polar ocorreu há 780.000 anos).

Tecnicamente, estamos atrasados para uma troca de pólos, mas os especialistas concordam que provavelmente seríamos capazes de nos ajustar). Nos últimos anos – em termos geológicos, isto é – os cientistas têm notado outros comportamentos bizarros.

O pólo norte magnético, por exemplo, está a deslizar para leste à grande velocidade. E numa região entre a África e a América do Sul, o campo está mesmo a enfraquecer. Embora a compreensão destas idiossincrasias se tenha tornado uma prioridade para muitos cientistas terrestres, ainda há muita coisa que não sabemos.

Para melhor compreender exactamente o que raio se passa com a nossa magnetosfera (que é de extrema importância), os cientistas têm enviado satélites para a órbita da Terra para a estudar. A Agência Espacial Europeia (ESA) lançou a missão Swarm em 2013, e o trio de satélites que a compõem tem vindo a fazer importantes descobertas sobre o campo magnético da Terra e o funcionamento interno do nosso planeta desde então.

Contudo, o Swarm não é a primeira série de satélites a assumir a tarefa. Tanto a missão alemã Challenging Minisatellite Payload (CHAMP) como a missão dinamarquesa Ørsted, lançada em 2000 e 1999, respectivamente, trabalharam durante cerca de 25 anos para estudar o campo magnético da Terra.

Esta última equipa de investigação analisou e depois utilizou anos de dados recolhidos por estes satélites – bem como dados de detectores de campos magnéticos ligados à Terra – para criar um modelo informático que identificasse o novo tipo de onda magnética.

Ondas magnéticas: muitas perguntas que não temos ainda respostas

Os dados recolhidos permitiram descobrir que a cada sete anos, estas ondas varrem para oeste (a um ritmo de caracol de 1.500 quilómetros por ano) através da camada mais alta do núcleo exterior, onde essa fronteira se encontra com o manto. As ondas são mais fortes – ou melhor, o seu impacto para o campo magnético é o maior – para o interior da região equatorial do núcleo exterior.

Os investigadores relatam uma série de factores que podem influenciar o comportamento e características destas ondas e outros semelhantes, incluindo alterações na fluidez e flutuabilidade do material no núcleo da Terra, a rotação do planeta ao longo do seu eixo, e mesmo interacções com o material magnético em redor da Terra.

Também acreditam que poderia haver ainda mais tipos de ondas magnéticas por descobrir. Publicaram os seus resultados no início deste ano nas Atas da Academia Nacional das Ciências.

Durante anos, os cientistas suspeitaram que estas ondas poderiam existir, mas não tinham a certeza de quando apareceram ou por quanto tempo poderiam durar. Esta é a primeira vez que são observadas. Embora a superfície da Terra esteja coberta por uma vasta gama de instrumentos de detecção de campos magnéticos, foi necessária a visão dos satélites da Terra e das suas camadas interiores para ajudar os investigadores a resolver o caso.

Quanto mais aprendermos sobre o campo magnético da Terra, melhor podemos prever e compreender o seu comportamento e processos.

Esta investigação actual vai certamente melhorar o modelo científico do campo magnético dentro do núcleo exterior da Terra. Pode também dar-nos novos conhecimentos sobre a condutividade eléctrica da parte mais baixa do manto e também da história térmica da Terra.

Disse Ilias Daras, geodésico e cientista da Terra sólida que trabalha na missão Swarm, numa declaração à imprensa da ESA no início desta semana.

Estudos como estes poderiam também ensinar-nos sobre outros mundos no nosso sistema solar e para além daquele que tem um campo magnético. Mercúrio, Júpiter, Saturno, Úrano, e Neptuno têm todos campos magnéticos. (Júpiter é o maior e mais poderoso; Mercúrio é o mais fraco.) Curiosamente, a lua de Júpiter, Ganímedes, também tem uma magnetosfera – a única lua no nosso sistema solar a possuir uma que foi descoberta em 1996 quando a nave espacial Galileu avistou auroras.

É útil aprender mais sobre esta curiosa característica do nosso planeta, mas é provavelmente igualmente útil aceitar que não há nada que possamos fazer sobre as suas mudanças.

Pplware
Autor: Vítor M


 

747: Geólogos descobrem mais pistas sobre as duas “bolhas” gigantes no manto da Terra

CIÊNCIA/GEOLOGIA

Mingming Li / ASU

A pesquisa concluiu que a bolha debaixo do continente africano é muito menos densa e mais instável do que a bolha que existe no Oceano Pacífico.

Existem duas grandes bolhas de material termo-químico nas profundezas na camada média do interior da Terra. Já há muito que estas estruturas intrigam os cientistas, que não sabem de onde estas se formaram e porquê.

Estas duas bolhas estão localizadas em partes muito distantes, com uma debaixo do continente africano e outra com metade da altura, no Oceano Pacífico. Um novo estudo publicado na Nature Geoscience recorreu a novos modelos geo-dinâmicos para tentar responder a este mistério.

Depois de centenas de simulações, os autores do estudo concluíram que a bolha em África é muito menos densa e mais instável do que a bolha no Oceano Pacífico, sendo essa a razão que explica a diferença no tamanho.

“Os nossos cálculos mostram que o volume inicial das bolhas não afecta a sua altura”, explica o geólogo Qian Yuan da Universidade estadual do Arizona. “A altura das bolhas é maioritariamente controlada pela sua densidade e pela viscosidade do manto circundante”, cita o Science Alert.

Uma das principais camadas da Terra é o manto, que se encontra entre o núcleo e a crosta. Apesar de ser maioritariamente sólido, a longo prazo, o manto comporta-se um pouco como alcatrão.

Ao longo do tempo, as colunas de rocha de magma a ferver sobem gradualmente pelo manto e pensa-se que contribuam para a actividade vulcânica que notamos à superfície. Por causa disto, perceber o que se passa nesta segunda camada da Terra é um grande objectivo dos geólogos.

As bolhas foram descobertas na década de 80 e a grande diferença de altura sugere que têm composições diferentes. O estudo concluiu que a bolha em África tem 1000 quilómetros mais de altura do que a do Pacífico.

Não se sabe como estas afectam o manto circundante, mas há hipóteses que apontam para que a natureza mais instável da bolha em África, por exemplo, possa explicar porque é que que a actividade vulcânica é tão intensa em certas regiões do continente. A bolha pode também influenciar o movimento das placas tectónicas e os sismos.

Outros modelos sísmicos concluíram que a bolha africana estende-se mais 1500 quilómetros acima do núcleo externo, enquanto que a do Pacífico se fica pelos 800 quilómetros, no máximo.

Nas experiências de laboratório que procuram replicar o interior da Terra, as bolhas parecem oscilar para cima e para baixo pelo manto. Os autores do estudo afirmam que isto apoia a sua interpretação que a bolha africana é instável.

A origem das duas bolhas podem também explicar as suas diferentes composições. Uma teoria aponta que estas foram feitas de placas tectónicas subduzidas, que gradualmente escorregaram para o manto.

Outra teoria sugere que as bolhas são os restos da colisão da Terra com o proto-planeta Thea, que deu origem à Lua. As duas hipóteses, no entanto, não são mutuamente exclusivas.

  ZAP //
ZAP
17 Março, 2022

 



 

729: A primeira explosão de vida causou impacto profundo no interior da Terra

CIÊNCIA/GEOLOGIA

Envato Elements

A Explosão Cambriana, há cerca de 541 milhões de anos, foi o momento em que a vida e os organismos realmente se instalaram no planeta Terra.

Agora, novas pesquisas revelaram como essa explosão de vida deixou vestígios nas profundezas do manto da Terra, segundo a Science Alert.

Para os cientistas, mostra a ligação entre a superfície da Terra e o seu interior, uma vez que os sedimentos que transportam material orgânico são empurrados para debaixo do solo, ao longo de grandes escalas de tempo geológicas (sub-ducção).

O novo estudo, publicado a 4 de Março na Science Advances, analisou rochas vulcânicas raras, cheias de diamantes, chamadas kimberlitos.

Quando são empurradas para a superfície, dizem-nos o que está a acontecer no fundo do manto, e os investigadores mediram a composição de carbono em 144 amostras recolhidas, em 60 locais de todo o mundo.

Uma opinião predominante entre os geólogos é que o carbono aprisionado no interior dos diamantes não varia consideravelmente, em grandes escalas de tempo, de centenas de milhões de anos.

No entanto, os investigadores encontraram uma mudança na proporção de isótopos específicos de carbono há cerca de 250 milhões de anos, por volta da altura em que os sedimentos da Explosão Cambriana teriam sido enviados para dentro do manto.

É uma mudança provavelmente causada pelas várias mudanças no ciclo do carbono, durante uma época em que a biosfera estava a aumentar em massa e diversidade.

“Estas observações demonstram que os processos bio-geoquímicos à superfície da Terra têm uma enorme influência no manto profundo, revelando uma ligação entre os ciclos de carbono profundos e os superficiais”, escrevem os investigadores.

Esta ligação entre o ciclo do carbono próximo da superfície e o do subsolo mais profundo não tem sido fácil de medir — e mudou significativamente ao longo dos milhares de milhões de anos da Terra, em vez de se manter estável.

Parece, no entanto, que criaturas mortas presas em sedimentos encontraram o seu caminho para o manto, através da tectónica de placas.

Os seus restos de carbono permanecem misturados com outros materiais, antes de eventualmente atingirem a superfície, através de eventos como erupções vulcânicas.

A ligação foi confirmada por outras observações de estrôncio e háfnio nas amostras. Estas correspondem ao padrão de carbono, diminuindo o número de possibilidades de como as composições rochosas foram alteradas.

“Isto significa que a assinatura do carbono não pode ser explicada por outros processos, tais como a desgaseificação, porque de outra forma os isótopos de estrôncio e háfnio não estariam correlacionados com os de carbono”, explica a geoquímica Andrea Giuliani, da ETH Zurique na Suíça.

Tecnicamente, aquilo com que estamos a lidar aqui é o fluxo de sub-ducção sedimentar, e estes detalhes do ciclo do carbono são importantes, para estarmos conscientes do que está a acontecer no nosso planeta — especialmente porque os efeitos da crise climática continuam a ser sentidos.

Novos estudos continuam a revelar mais sobre como o carbono é retirado e libertado de volta para a atmosfera, especialmente através da reciclagem contínua das placas tectónicas que compõem a superfície do planeta.

Os cientistas sabem que apenas pequenas quantidades de sedimentos são empurradas para as profundezas do manto, através de zonas de sub-ducção, o que significa que vestígios da Explosão Cambriana devem ter seguido uma rota directa para as profundezas do manto.

“Isto confirma que o material rochoso sub-duzido no manto terrestre não está distribuído de forma homogénea, mas move-se ao longo de trajectórias específicas”, sublinha Giuliani.

A Terra é realmente um sistema bastante complexo. E agora queremos compreender este sistema com mais detalhe”, concluem os investigadores.

  Alice Carqueja, ZAP //
Alice Carqueja
15 Março, 2022



 

573: A água da Terra nasceu ainda antes do planeta

CIÊNCIA/GEOLOGIA

(PD/CC0) Comfreak / pixabay

Ainda não sabemos como surgiu a vida na Terra, mas temos a certeza de que a vida, tal como a conhecemos, não existiria sem a água que envolve a superfície do nosso planeta. Agora, um novo estudo aponta que a água já estava presente no Sistema Solar mesmo antes de a Terra existir.

Uma equipa de cientistas das Universidades Sorbonne e Paris-Saclay, em França, indica que toda a água da Terra nasceu antes do planeta, já estando presente no Sistema Solar antes da formação dos planetas internos.

Os cientistas analisaram a composição isotópica da água desde o início do Sistema Solar, nas regiões internas onde a Terra e os outros planetas terrestres se formaram.

Para isso, estudaram um dos meteoritos mais antigos do nosso Sistema Solar, usando um método inovador para analisar as inclusões fluidas, pequenas bolhas de líquidos ou gases que ficam presas no interior do meteorito à medida que se cristaliza.

“Utilizamos a composição isotópica do hidrogénio em inclusões ricas em cálcio e alumínio (CAIs) de meteoritos primitivos, as rochas mais antigas do Sistema Solar, para estabelecer a composição isotópica de hidrogénio da água no início da formação do Sistema Solar”, escreveram os investigadores.

Segundo o Science Alert, os dados mostram que existiam dois “reservatórios de gás” durante os primeiros 200.000 anos do nosso Sistema Solar, mesmo antes da formação dos primeiros embriões planetários.

Enquanto que um dos reservatórios continha o gás solar a partir do qual a matéria do Sistema Solar acabou por se condensar, o outro era rico em água, já com a assinatura isotópica da água terrestre actual – o que sugere que a água estava presente no início do Sistema Solar desde o seu início, mesmo antes da acreção dos primeiros blocos constituintes do nosso planeta.

A presença era tão grande que a equipa acredita que havia um influxo maciço de água nas regiões internas quentes do Sistema Solar.

“Propomos que a composição isotópica da água do Sistema Solar interno foi estabelecida durante o colapso do núcleo da nuvem proto-solar“, explicam os cientistas, no artigo científico publicado este mês na Nature Astronomy.

  ZAP //

ZAP
14 Fevereiro, 2022



 

568: Geólogos descobrem “super montanhas” esquecidas, três vezes maiores que os Himalaias

CIÊNCIA/GEOLOGIA

Don Pettit / NASA
Himalaias vistos a partir do espaço

A destruição destas antigas “super montanhas” pode ter alimentado os maiores booms de evolução do planeta Terra.

Segundo a Space.com, na história do nosso planeta apenas existiram duas cadeias montanhosas gigantes,  tão altas como os Himalaias, com milhares de quilómetros, que se erguiam para fora da Terra, dividindo os antigos super continentes em dois. Os geólogos chamam-lhes as “super montanhas”.

Não há nada como estas duas super montanhas hoje em dia“, disse Ziyi Zhu, estudante de pós-doutoramento na Universidade Nacional Australiana (ANU) em Camberra e autor principal do novo estudo sobre as formações rochosas, publicado na revista Earth and Planetary Science Letters.

“Não é apenas a sua altura — se conseguirmos imaginar os 2.400 quilómetros de comprimento dos Himalaias três ou quatro vezes, ficamos com uma ideia da escala”, acrescentou o estudante.

Estas montanhas pré-históricas foram mais do que uma visão surpreendente. De acordo com novas pesquisas de Zhu e outros investigadores, a formação e destruição destas duas “super montanhas” também podem ter alimentado dois dos maiores booms da evolução da história do nosso planeta.

O primeiro aparecimento de células complexas há cerca de 2 mil milhões de anos atrás, e a explosão de vida marinha há 541 milhões de anos atrás.

É provável que, à medida que estas enormes cadeias montanhosas foram sofrendo erosão, tenham deitado enormes quantidades de nutrientes ao mar, acelerando a produção de energia e a evolução da super-carga, escreveram os investigadores.

As montanhas erguem-se quando as placas tectónicas da Terra, sempre em movimento, esmagam duas massas de terra juntas, empurrando as rochas superficiais para grandes alturas.

As montanhas podem crescer durante centenas de milhões de anos ou mais, mas mesmo as cordilheiras mais altas nascem com uma data de expiração, à medida que a erosão do vento, água e outras forças abafam as formações.

Os cientistas podem reconstituir a história das montanhas da Terra, estudando os minerais que essas montanhas deixaram para trás na crosta do planeta.

O zircão, por exemplo, forma-se sob alta pressão nas profundezas das cadeias montanhosas, e pode sobreviver nas rochas muito depois de as suas montanhas-mãe terem desaparecido. A composição elementar de cada grão de zircónio pode revelar as condições na crosta, quando e onde esses cristais se formaram.

No novo estudo, os investigadores examinaram um zircão com baixas quantidades de lutécio — um elemento raro da Terra que só se forma na base de altas montanhas.

Os dados revelaram dois “picos” de formação extensiva de “super montanhas” na história da Terra — um há cerca de 2 mil milhões a 1,8 mil milhões de anos, e o segundo há 650 milhões a 500 milhões de anos.

Estudos anteriores tinham sugerido a existência desse segundo pico — conhecido como “super montanha” Trans Gondwanan, porque atravessou o vasto super continente de Gondwana (um único continente gigante que continha a África moderna, América do Sul, Austrália, Antárctida, Índia e Península Arábica).

Fenton Peter David Cotterill / Research Gate

Contudo, a anterior formação, chamada “super montanha” Nuna, depois de um anterior super continente, nunca tinha sido detectada.

A distribuição de cristais de zircão mostrou que ambas as “super montanhas” eram enormes — provavelmente com mais de 8.000 quilómetros de comprimento, ou cerca do dobro da distância da Florida à Califórnia.

À medida que ambas as montanhas se foram desgastando, deitaram enormes quantidades de nutrientes como ferro e fósforo ao mar.

Estes nutrientes poderiam ter acelerado significativamente os ciclos biológicos no oceano, fazendo com que a evolução fosse mais complexa.

Para além deste derrame de nutrientes, as montanhas em erosão podem também ter libertado oxigénio para a atmosfera, tornando a Terra ainda mais hospitaleira para a vida complexa.

A formação da “super montanha” Nuna, por exemplo, coincide com o aparecimento das primeiras células eucarióticas da Terra, que contém um núcleo que evoluiu para plantas, animais e fungos.

Entretanto, a “super montanha” Trans Gondwanan teria estado a sofrer erosão, enquanto aconteceu mais um boom de evolução no mar.

“A super montanha Trans Gondwanan coincide com o aparecimento dos primeiros grandes animais há 575 milhões de anos e com a explosão Cambriana 45 milhões de anos mais tarde, quando a maioria dos grupos animais apareceu no registo fóssil”, sublinhou Zhu.

A equipa de investigadores também confirmou estudos anteriores que constataram que a formação das montanhas parou na Terra há cerca de 1,7 mil milhões a 750 milhões de anos.

Os geólogos referem-se a este período como o “aborrecido bilião”, porque a vida nos mares da Terra parece ter parado de evoluir, ou pelo menos evoluiu lentamente.

Alguns cientistas supõem que a falta de nova formação montanhosa pode ter impedido novos nutrientes de vazar para os oceanos durante este período, deixando criaturas marinhas esfomeadas e impedindo a sua evolução.

Embora seja necessária mais investigação para estabelecer uma ligação entre as “super montanhas” e a evolução na Terra, este estudo parece confirmar que os maiores booms de evolução do nosso planeta ocorreram na sombra de algumas montanhas verdadeiramente colossais.

  ZAP //

Alice Carqueja
13 Fevereiro, 2022