Desvendando os segredos profundos da Terra através de antigas gotas de cristal

Nível de evidência: Observação ou medição

Por que isso importa: Desconhecia-se a proveniência exata e a composição do carbono situado no centro da Terra, deixando geofísicos, geoquímicos e investigadores sem respostas claras sobre a origem dos voláteis e a evolução planetária. Se confirmado, este avanço esclarece um debate histórico e ajuda a compreender o papel do carbono do núcleo em erupções vulcânicas intensas.

Como se extrai o registro do interior da Terra através de cristais de magma

As inclusões fundidas consistem em pequenas porções de rocha líquida retidas no interior de cristais formados no magma. Cada gota de magma funciona como um registro preservado das características do material rochoso nas profundezas terrestres. Além disso, estas gotas de lava funcionam como amostras de várias seções da coluna vulcânica em erupção.

A equipe liderada por Yves Moussallam desenvolveu uma técnica de observação através da análise de lavas havaianas recolhidas em erupções como as de Keanakākoʻi e do Kīlauea Iki. Os investigadores examinaram inclusões fundidas recolhidas em erupções vulcânicas históricas no Havaí que abrangeram desde 1500 até 1840, bem como no ano 1959.

O que revelam os isótopos de carbono sobre a origem do planeta

Anteriormente, acreditava-se ser inviável observar ou analisar a composição isotópica do carbono situado no núcleo. Os cientistas detectaram uma assinatura isotópica pesada de carbono-13 em amostras provenientes da zona de transição entre o núcleo e o manto. Os autores interpretam estes dados como evidência de vazamentos de carbono procedentes do centro do planeta.

O carbono originário do núcleo exibe valores demasiado elevados para derivar dos materiais rochosos e pobres em carbono do sistema solar interno. Este trabalho fornece a primeira estimativa baseada em observações da assinatura isotópica do carbono no núcleo da Terra.

De onde veio o carbono terrestre e quando chegou?

Existe uma correspondência exata entre o carbono nuclear detetado e os meteoritos denominados condritos carbonáceos. Os condritos carbonáceos provêm das regiões externas e contêm compostos orgânicos e água. Por conseguinte, os investigadores sugerem que a maior parte do carbono terrestre veio das zonas exteriores do sistema solar.

O material carbonáceo só se integrou no planeta durante as fases tardias da formação planetária. A incorporação permanente do material no núcleo ocorreu estritamente durante a etapa final da principal fase de acreção terrestre. Caso o elemento tivesse chegado numa fase anterior, grande parte teria regressado ao espaço devido a colisões posteriores, e uma chegada tardia seria inviável porque o núcleo terrestre já se encontraria fechado.

O que diz a divulgação e o que demonstram os dados recolhidos

A cobertura simplifica a origem geral do carbono e a cronologia da acreção, enquanto o estudo foca especificamente a assinatura de carbono-13 apontando para condritos carbonáceos. O trabalho esclarece um debate histórico sobre a proveniência do elemento químico no planeta e apresenta consequências potenciais para compreender o papel do carbono do núcleo durante eventos vulcânicos intensos. A investigação contou com a colaboração de várias instituições internacionais e norte-americanas, incluindo a Columbia University, a Yale University, o Lamont-Doherty Earth Observatory, o Institut des Sciences de la Terre d’Orléans, o U.S. Geological Survey, a University of Oregon, a University of Hawaiʻi at Mānoa, a Brown University, a University of California-Santa Barbara e a U.S. National Science Foundation.

O que este trabalho ainda não consegue quantificar

O estudo deixa por apurar qual a quantidade exata de carbono estimada no núcleo da Terra. Não é especificada a margem de erro analítica exata na medição do carbono-13.

O que as amostras de lava havaiana não mostram

• Pode parecer que o carbono do núcleo chegou no início absoluto da formação da Terra. Na verdade: A incorporação permanente do material no núcleo ocorreu estritamente durante a etapa final da principal fase de acreção terrestre, pois uma chegada anterior faria o elemento regressar ao espaço devido a colisões, e uma chegada mais tardia seria impossível com o núcleo já fechado.

Veredito: O estudo mediu assinaturas isotópicas de carbono-13 em inclusões fundidas de erupções havaianas, fornecendo dados observacionais inéditos sobre o carbono nas profundezas do planeta. No entanto, persistem lacunas sobre a quantidade exata de carbono presente no núcleo e as margens de erro analíticas exatas da medição.

Com base em reportagem de Yale News. Este é um texto explicativo independente, escrito com palavras próprias e auxílio de IA; Yale News não o revisou nem o endossou. Leia o original para ver todos os detalhes.

Estudo: doi.org/10.1073/pnas.2610912123