Hélio reage com ferro e muda entendimento do núcleo da Terra

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/02/2025

H?lio reage com ferro e muda entendimento do n?cleo da Terra

A bigorna de diamante (esquerda) ? um aparato que permite gerar press?es alt?ssimas. Os compostos de h?lio e ferro (direita) ficaram est?veis mesmo depois de serem trazidos ? press?o ambiente.
[Imagem: Haruki Takezawa et al. - 10.1103/PhysRevLett.134.084101]


H?lio no n?cleo da Terra

O g?s nobre h?lio, geralmente considerado quimicamente inerte, na verdade pode se ligar ao ferro sob altas press?es, e isso pode mudar o nosso entendimento do n?cleo da Terra e de outros planetas e at? das nebulosas que d?o origem aos sistemas planet?rios.

Haruki Takezawa e seus colegas do Jap?o e de Taiwan usaram uma bigorna de diamante aquecida a laser para recriar condi??es de temperatura e press?o equivalentes ?s que existem no n?cleo da Terra, e ent?o viram os dois materiais, h?lio e ferro, juntarem-se em um composto.

Esses compostos permaneceram est?veis quando as press?es foram reduzidas, e as an?lises do material confirmaram a incorpora??o do h?lio na rede cristalina do ferro.

A descoberta sugere que pode haver grandes quantidades de h?lio no n?cleo da Terra, o que contesta teorias antigas sobre a estrutura interna e a hist?ria do nosso planeta, e pode at? revelar detalhes da nebulosa da qual nosso Sistema Solar se formou.

"Esmagamos ferro e h?lio juntos sob cerca de 5-55 gigapascais de press?o e em temperaturas de 1.000 kelvins a quase 3.000 kelvins. Essas press?es correspondem a aproximadamente 50.000-550.000 vezes a press?o atmosf?rica e as temperaturas mais altas usadas poderiam derreter o ir?dio, o material frequentemente usado em velas de igni??o de motores de autom?veis devido ? sua alta resist?ncia t?rmica," contou o professor Kei Hirose, coordenador da pesquisa.

H?lio reage com ferro e muda entendimento do n?cleo da Terra

Esta imagem de espectrometria de massa de ?ons secund?rios mostra a amostra de ferro que saiu da bigorna de diamante. Ela tem aproximadamente 50 micr?metros de largura e 100 micr?metros de comprimento, aproximadamente a largura de um fio de cabelo humano.
[Imagem: Haruki Takezawa et al. - 10.1103/PhysRevLett.134.084101]

?gua da Terra

Experimentos anteriores mostraram apenas pequenos tra?os de ferro e h?lio combinados, cerca de sete partes por milh?o de h?lio dentro do ferro (0,0007%). Mas, ao tomar cuidados extras para que o h?lio n?o escapasse depois que a bigorna de diamante era aberta, o que se viu foi que os compostos de ferro triturados continham at? 3,3% de h?lio, cerca de 5.000 vezes mais do que o visto anteriormente.

Esta descoberta tem implica??es para a compreens?o das origens da Terra. A presen?a de h?lio no n?cleo sugere que a jovem Terra provavelmente capturou gases da nebulosa solar, rica em hidrog?nio e h?lio. Isso tamb?m pode significar que parte da ?gua da Terra pode ter vindo desse hidrog?nio antigo, oferecendo uma nova perspectiva sobre o desenvolvimento inicial do planeta e sobre a origem da ?gua da Terra - alguns estudiosos j? defendiam que a ?gua da Terra estava por aqui antes do nascimento do planeta.

Bibliografia:

Artigo: Formation of Iron-Helium Compounds under High Pressure
Autores: Haruki Takezawa, Han Hsu, Kei Hirose, Fumiya Sakai, Suyu Fu, Hitoshi Gomi, Shiro Miwa, Naoya Sakamoto
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 134, 084101
DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.084101

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