Equipe recria condições extremas da Terra

O núcleo do planeta Terra é encontrado a milhares de quilômetros de sua superfície. É composto por uma parte interna composta de níquel sólido e ferro e uma parte externa na qual esses dois materiais se encontram no estado fluido. No nível do núcleo externo, as condições são extremas. As pressões são esmagadoras com temperaturas escaldantes. Uma equipe da Universidade de Lille, na França, conseguiu, no entanto, recriar em laboratório essas condições insuportáveis ​​para um ser humano. Isso permitiu que eles observassem a deformação estrutural do ferro. O trabalho publicado na Physical Review Letters, foi retransmitido esta manhã pelo site Science Alert.

Créditos – Futura-Sciences

Trabalhar para entender melhor certos fenômenos

A equipe do físico Sébastien Merkel recriou as condições do núcleo externo da Terra para fazer várias observações. A primeira é ter uma melhor compreensão do planeta onde a segunda se relaciona com os comportamentos do ferro. A ideia é descobrir o que exatamente acontece quando vários pedaços de ferro colidem no espaço.

Para a física Arianna Gleason, também trabalhando no projeto, eles não conseguiram atingir as condições do núcleo interno. No entanto, o fato de a equipe ter conseguido alcançar os do núcleo externo é uma conquista muito grande.

Em condições como as da superfície da Terra, o ferro é conhecido por formar uma rede cúbica. A disposição dos átomos é feita de acordo com uma grade: os átomos são encontrados nos cantos e no centro de cada cubo. Quando o ferro é submetido a altas pressões, essa rede cúbica muda de forma. Isso se deforma para permitir que mais átomos caibam no mesmo volume de espaço.

Pode-se, portanto, pensar que os átomos de ferro no núcleo da Terra se comportarão da mesma maneira. A verdade é que com pressões e temperaturas tão extremas, há uma boa chance de que os átomos de ferro se comportem de maneira diferente.

É, portanto, para obter esclarecimentos a este nível que a equipa francesa trabalhou para reproduzir artificialmente as condições do núcleo exterior. Embora as mesmas pressões e temperaturas sejam encontradas em anãs brancas.

Um trabalho feito de dois lasers

Se a equipe do professor Sébastien Merkel conseguiu reproduzir as condições desejadas, é sobretudo graças à evolução da tecnologia laser. A equipe usou dois lasers. O primeiro é um laser óptico, cujo uso possibilitou disparar uma amostra microscópica de ferro. O choque resultante criou pressão e calor intensos.

A amostra foi assim submetida a uma pressão que atingiu 187 gigapascals para uma temperatura cujo valor foi de 3796,85 graus Celsius. Em comparação, o núcleo externo é submetido a uma pressão entre 135 e 330 gigapascals e uma temperatura de até 4.726,85 graus Celsius. Esta foi apenas a primeira parte da experiência.

A segunda parte consistiu em medir a estrutura atômica do ferro ao longo do processo. O que estava longe de ser fácil de implementar. Para conseguir isso, a equipe de pesquisa usou um laser de elétrons livres de raios X pertencente à Linac Coherent Light Source.

Ela teve que fazer medições em um bilionésimo de segundo, de acordo com declarações feitas pela Sra. Gleason. As imagens obtidas foram então compiladas em uma única sequência. Isso possibilitou entender que, em tais condições, o ferro tende a se emparelhar. Este é um fenômeno normalmente visto quando uma rede cristalina é comprimida tanto que vários cristais compartilham os mesmos pontos de rede.

A equipe também deduziu que o arranjo atômico é feito de modo que as formas hexagonais girem quase 90 graus. Para a Sra. Gleason, agora não há dúvida de que o fenômeno da geminação confere ao ferro uma solidez simplesmente incrível.

As implicações desta descoberta

Esta descoberta continua a ser um grande avanço na compreensão das colisões espaciais. As informações coletadas podem ser integradas em modelos para fazer diferentes simulações. Certamente, isso não deveria dizer respeito ao núcleo da Terra, uma vez que está bem protegido pela crosta terrestre.

No entanto, pode ser útil para o estudo de outros asteróides metálicos que possuem núcleos nus e expostos. Eles podem colidir com objetos. Isso levaria a uma deformação da estrutura do ferro contido nesses corpos. Graças a esta descoberta, temos uma ideia do que pode acontecer. Isso sem esquecer, claro, que agora temos um melhor conhecimento do planeta.

Mas para Gleason, o essencial está em outro lugar. Graças a essa pesquisa, ela e sua equipe acabam de desenvolver uma maneira eficaz de fazer esse tipo de medição. O que no futuro permitirá modelar melhor certos mecanismos de deformação fundamentais.

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