Estruturas inesperadas são detectadas em torno do núcleo da Terra

Por , em 22.06.2020

Milhares de registros de ondas sísmicas foram analisados para identificar ecos entre o núcleo e o manto da Terra. Os resultados indicam que estruturas heterogêneas, de material denso e quente, em torno do núcleo da Terra são mais difundidas do que sugerido por pesquisas anteriores.

Compreender melhor a extensão e o formato dessas estruturas pode ajudar a revelar processos geológicos que ocorrem nas profundezas da Terra. Além disso, esse conhecimento pode dar pistas sobre placas tectônicas e a evolução do planeta. A nova pesquisa fornece visão abrangente do limite entre núcleo e manto da Terra em uma área ampla e com resolução detalhada. O estudo foi publicado na Science.

O limite do núcleo da Terra fica fora de alcance. Por isso, uma forma de compreender o que ocorre lá, é estudando os terremotos. As ondas sísmicas geradas por eles abaixo da superfície terrestre viajam longas distâncias. Quando essas ondas encontram mudanças como densidade de rochas, temperatura e composição elas mudam de velocidade e forma produzindo ecos que podem ser detectados.

Aqueles produzidos por estruturas próximas chegam mais rápido, já os ecos de estruturas maiores são mais altos. A medição do tempo de viagem e da amplitude quando os ecos chegam aos sismômetros em locais variados, permitem aos cientistas desenvolver modelos da propriedade física de rochas sob a superfície terrestre.

Mas os terremotos oferecem informações limitadas. Além de ser preciso esperar por eles, cada um prova uma zona pequena e sinais mais fracos podem se perder. Por isso, pesquisadores da Universidade de Maryland, Universidade Johns Hopkins e Universidade de Tel Aviv recorreram a um algoritmo usado para estudar as estrelas. Ele foi planejado para analisar grande base de dados astronômicos em busca de padrões. Esse algoritmo, chamado Sequencer, foi adaptado para analisar dados sísmicos.

Volume de dados

Os pesquisadores usaram o Sequencer para analisar dados registrados entre 1990 e 2018. O que incluiu cerca de 7 mil sismogramas de terremotos com magnitude 6.5 ou superior. Para o estudo, os pesquisadores procuraram por um tipo particular de onda sísmica, a onda de cisalhamento, que viaja ao longo da fronteira entre núcleo e manto da Terra.

Ecos dessas ondas podem ser difíceis de distinguir, mas a análise de sismogramas de muitos terremotos pode revelar similaridade e padrões que identificam aqueles que ficaram ocultos. A análise de grande quantidade de dados permitiu aos pesquisadores perceber que há mais estruturas capazes de produzir esses ecos do que foi percebido anteriormente, porque os cientistas tinham uma visão limitada.

Os pesquisadores focaram nos ecos abaixo do Oceano Pacífico. Conhecidas como zonas de velocidade ultrabaixa, recebem esse nome por causa das temperaturas elevadas que causam derretimento e diminuem a velocidade das ondas do terremoto. As análises revelaram uma estrutura desconhecida sob as Ilhas Marquesas. Além disso, a estrutura abaixo do Hawaii, já conhecida, produziu ecos mais altos do que o esperado. Isso sugere que seja significativamente maior do que sugerido por estudos anteriores.

Além disso, no geral, os resultados sugerem que exista muito mais dessas estruturas no interior da Terra do que os pesquisadores suspeitavam. Ecos foram encontrados em cerca de 40% de todos os caminhos de ondas sísmicas.

Depois de ter demonstrado a eficiência do algoritmo, a técnica pode ser aplicada a outros tipos de onda e frequências. Isso pode ajudar a compilar um novo mapa em alta resolução do interior da Terra. As propriedades físicas reveladas podem ajudar os geólogos a inferir a química e temperatura dessas estruturas. Isso deixa os cientistas mais perto da possibilidade de identificar o que provoca essas zonas densas em torno do núcleo da Terra. [Science Alert, EurekAlert, Science]

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