Como sabemos que o núcleo da Terra é feito de ferro?

O núcleo da Terra e sua composição podem ser estudados através de ondas sísmicas que viajam através das camadas da estrutura planetária a uma velocidade que depende das propriedades do material que essas ondas percorrem. A melhor conclusão para o que compõe a parte interior do núcleo é ferro. O ferro é de longe o metal mais abundante no universo. Muitos meteoritos têm quantidades significativas da substância em seu estado nativo, e ele é considerado o primeiro metal a se formar no universo, no interior das estrelas. O interior do nosso planeta poderia ser feito de uma mistura de outros metais magnéticos, mas existem várias razões para presumir que o núcleo é feito predominantemente de ferro.
 
Os cientistas acreditam que uma grande parte da Terra primitiva foi formada por acreção planetária via colisões e uniões de asteroides, que são ricos em ferro. Além disso, é tão quente no interior da Terra que a composição metálica torna-se líquida. Diferentes elementos apresentam diferentes densidades e assim, num meio fluído, separam-se os elementos em função da sua densidade: os pesados ​​para o fundo e os leves para o topo. O interior da Terra tem sido quente por tanto tempo que este processo de separação por densidade já deve ter atingido o equilíbrio – daí vem a ideia de que o núcleo externo da Terra é predominantemente composto por um elemento.
 
Algumas das provas mais convincentes para a composição do núcleo ser ferro vem do que sabemos sobre gravidade e ondas de energia. Sabemos o tamanho da Terra e sua força gravitacional, portanto, pode-se inferir sua densidade. Da densidade da Terra, podemos estimar quais os elementos que a compõem, e um núcleo de ferro é o melhor modelo para estimar sua massa. A partir de ondas de energia, os geólogos usam sismógrafos para medir movimentos interiores (por exemplo, terremotos) da Terra, e essas ondas de energia formam ondas de compressão e cisalhamento (ou tangencial, ou tensão cortante). Dos sismógrafos em todo o mundo, podemos ver que as ondas de cisalhamento desaparecem quando atingem a profundidade do núcleo externo da Terra.
 
Isso nos diz que o núcleo externo é composto de material líquido. Isso ocorre porque os líquidos não podem ser cortados – só se movem para fora do caminho. As ondas de compressão, por outro lado, na verdade, desaceleram. Isto é porque o líquido é muito menos compressível do que o material acima, feito de rocha parcialmente fundida. A partir do entendimento de como ondas de energia viajam através dos materiais, pode-se estimar a que velocidade as ondas de compressão se movem através de diferentes materiais. Acontece que a velocidade com que as ondas de compressão se movem através do núcleo externo é realmente perto da velocidade que seria no ferro líquido.
 
Quando as ondas de energia chegam ao núcleo interior, podemos ver que as ondas de compressão e de cisalhamento parecem acelerar acentuadamente. Pelo mesmo princípio que compreendemos a velocidade como que essas ondas viajam através de materiais, podemos ver que estas velocidades são muito próximas as conhecidas para a composição de ferro sólido. Isto não exclui totalmente a existência de diferentes elementos no núcleo. Pode haver outros vestígios de outros elementos. No entanto, a partir do que sabemos, temos razão em inferir que nosso núcleo é feito predominantemente de ferro.
Fonte: Hypescience.com

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