Uma nova pesquisa de laboratório oferece explicações para o comportamento anômalo das ondas sísmicas ao atravessar o núcleo interno da Terra.

O estudo foi conduzido no Síncrotron Alemão de Elétrons PETRA III (DESY), em Hamburgo, e publicado na revista Nature Communications. Os resultados sugerem que as anomalias sísmicas observadas podem ser resultado de uma estrutura interna em camadas, semelhante à de uma cebola, formada pela concentração de elementos como carbono e silício.

Segundo os cientistas, as ondas sísmicas longitudinais — que surgem, por exemplo, durante terremotos — propagam-se de 3% a 4% mais rapidamente ao longo do eixo de rotação da Terra do que no plano equatorial. Essas diferenças variam entre as regiões externas e internas do núcleo.

“Havia várias hipóteses sobre a origem desta anisotropia”, afirma a professora Carmen Sanchez-Valle, do Instituto de Mineralogia da Universidade de Münster.

Uma das explicações possíveis envolve a formação de uma orientação cristalográfica preferencial (LPO), em que os cristais das ligas mudam de orientação em resposta a fluxos convectivos ou ao processo de crescimento.

“Infelizmente, há poucos dados experimentais sobre como tal LPO se comporta no núcleo de ferro da Terra, e nenhum sobre misturas de ferro-silício-carbono. Por isso, começamos a investigar o efeito combinado do silício e do carbono na deformação do ferro”, acrescenta Sanchez-Valle.

A descoberta reforça a hipótese de uma estrutura em camadas no núcleo interno, onde diferentes regiões apresentam propriedades distintas devido à concentração variável desses elementos mais leves. Essa configuração pode explicar as anomalias das ondas sísmicas observadas, oferecendo um novo entendimento sobre a complexidade do núcleo terrestre.

Os experimentos da equipe foram desenhados para simular as condições extremas do interior profundo da Terra. Utilizando a fonte de luz PETRA III, os pesquisadores comprimiram ligas de ferro-silício-carbono a cerca de um milhão de vezes a pressão atmosférica, reproduzindo as condições do núcleo interno, que pode alcançar temperaturas de 5.500 °C e pressões superiores a 3 milhões de atmosferas.

Esses experimentos de alta pressão permitiram à equipe decifrar como a liga se deforma sob condições extremas.

Os resultados sugerem que as diferentes velocidades das ondas sísmicas em distintas partes do núcleo interno podem ser explicadas pela estrutura em camadas, influenciada pela presença de elementos como carbono e silício.