Introdução ao Hidrogênio na Terra
Do lado de fora, a Terra parece não ter muito hidrogênio à disposição; entretanto, isso não significa que o elemento mais abundante do Universo esteja totalmente ausente. Além disso, ligado ao oxigênio, ele está visível na forma da água.
Hidrogênio Preso no Núcleo Terrestre
Um estudo recente sugere que vastas quantidades de hidrogênio também podem estar aprisionadas no núcleo do nosso planeta, associadas à liga compactada de ferro que se encontra ali. De acordo com os pesquisadores, essa quantidade pode ser até 45 vezes maior do que os aproximadamente 150 quintilhões de quilos de hidrogênio contidos nos oceanos da Terra. Portanto, o núcleo terrestre seria o maior reservatório de hidrogênio do planeta.
Claro que nunca conseguiremos explorar essa fonte, entretanto, saber quanto hidrogênio está aprisionado no núcleo ajuda os cientistas a compreender a história da formação da Terra, a forma como ela gera seu campo magnético e a origem da sua água.
Estudos e Experimentações
De fato, a equipe liderada pelo geocientista Dongyang Huang, da Universidade de Pequim, afirma que “essa quantidade exigiria que a Terra obtivesse a maior parte de sua água durante as principais fases da acreção terrestre, ao invés de por cometas em adições tardias”.
Como é impossível acessarmos o núcleo da Terra e obter uma amostra, nossa compreensão baseia-se em experimentos laboratoriais, simulações e cálculos. O trabalho de Huang e seus colegas é um dos mais robustos nesse campo.
Utilizando uma célula tipo bigorna de diamante, os pesquisadores prensaram uma pequena esfera de ferro encapsulada em vidro de silicato hidratado a pressões de até 111 gigapascais, enquanto a aqueciam a cerca de 5.100 Kelvin. A pressão mínima no núcleo da Terra é perto de 136 gigapascais, com temperaturas em torno de 5.000 a 6.000 Kelvin. Portanto, apesar da pressão do experimento ser ligeiramente inferior à do núcleo, ela é suficientemente próxima para oferecer uma boa simulação do comportamento desses elementos em um ambiente extremo.
Além disso, dentro dessa faixa de temperatura, a amostra se liquefaz completamente, sem material sólido remanescente; os componentes se misturam completamente. Nesse ambiente turbulento, o ferro, silício, oxigênio e hidrogênio se movem livremente, reproduzindo o comportamento esperado do núcleo terrestre fundido nos primeiros estágios da Terra.
Resultados do Experimento
O experimento demonstrou que o hidrogênio se mistura facilmente com o ferro e, em seguida, se liga ao oxigênio e ao silício presentes na mistura. Portanto, durante a formação do núcleo do nosso planeta, bilhões de anos atrás, o hidrogênio pode ter sido sequestrado da mesma forma.
Sabemos que o núcleo não é composto apenas de ferro; a forma como ele reflete ondas sísmicas indica que não é suficientemente denso. Análises anteriores indicam que entre 2% e 10% do núcleo, em peso, pode ser silício.
Com base nessas estimativas e na maneira que o hidrogênio se ligou ao silício no experimento, a equipe calculou que entre 0,07% e 0,36% da massa do núcleo constitui hidrogênio. Isso corresponde a uma quantidade entre 9 e 45 vezes o hidrogênio presente em toda a água dos oceanos da Terra — ou seja, entre 1,35 e 6,75 sextilhões de quilos do elemento.
Importância para a Ciência
Cientistas há muito suspeitam que o núcleo da Terra armazena hidrogênio, porém determinar a quantidade exata sempre foi um desafio. Dessa forma, este estudo sugere que, apesar da aparência de baixa concentração externa de hidrogênio, o que enxergamos pode representar só uma fração do total existente no planeta.
Compreender a quantidade de hidrogênio aprisionada ajuda pesquisadores a reconstruir a origem da água do nosso planeta e o funcionamento de seu campo magnético. Além disso, tal conhecimento impacta estudos correlatos, como os que exploram terapias inovadoras, por exemplo, a terapia celular contra o câncer.
Matéria original: https://www.sciencealert.com/earths-largest-reserve-of-hydrogen-could-be-hiding-in-its-core
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