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Uma imagem de um planeta marrom avermelhado. | Crédito: NASA
Novos experimentos mostraram que o núcleo de Marte se formou muito mais rápido que o núcleo da Terra, graças a ferro derretido e sulfetos de níquel penetrando através de rocha sólida e no centro do planeta vermelho.
Planetas são em camadasum pouco como uma cebola. A superfície sobre a qual estamos é o crostaque fica no topo do manto. Muito mais profundo, e encontramos um núcleo externo sólido e um núcleo interno fundido, cuja fiação pode gerar um campo magnético global.
Os cientistas planetários chamam essa “diferenciação” em camadas, no sentido de que diferentes elementos foram capazes de se diferenciar um do outro. Elementos mais pesados, particularmente ferro e níquel, geralmente afundam no coração dos planetas, enquanto os elementos de silicato mais leves permanecem nas camadas externas. No entanto, os cientistas normalmente assumiram que, para que ferro e níquel sejam capazes de afundar em um núcleo planetário, o interior de um planeta deve ser derretido, derretido principalmente pelo calor liberado pelo Decaimento radioativo de alumínio-26 e possivelmente ferro-56.
É quase certamente como TerraO núcleo formado, pelo menos, em um processo que os cientistas estimam levaram um bilhão de anos ou mais. Mas Marte Apresenta um pontinho nesta história. marciano Meteoritos contêm evidências radioisotópicas sensíveis à formação do núcleo de Marte, e essa evidência aponta para a formação central não em bilhões de anos, mas em apenas alguns milhões de anos após o nascimento do sistema solar. A implicação disso parece ser que Marte cresceu muito mais rapidamente que a Terra, mas os modelos de formação do sistema solar lutaram para replicar isso.
Agora, cientistas da divisão de Ciência das Astromateriais do NASA Johnson Space Center (ARES) acham que têm a resposta. Eles podem ter descoberto como Marte poderia ter formado seu núcleo tão rapidamente, sem experimentar nenhum crescimento anômalo, surge desde o início.
Cerca de 4,5 bilhões a 4,6 bilhões de anos atrás, os planetas se uniram de um disco de gás e poeira que cercava o solchamado de disco protoplanetário. A gravidade do sol do bebê puxou os elementos e minerais mais pesados, incluindo ferro e níquel, para o santuário interno do disco. Enquanto isso, os materiais mais leves, como água e hidrogênio, residiam nas partes externas do disco.
O local onde Marte se formou sentava em algum lugar entre essas seções. Ainda havia muito ferro e níquel nas proximidades, mas também havia espaço para elementos mais leves, como oxigênio e enxofre. A equipe de Ares percebeu que isso poderia ter influenciado como o núcleo de Marte se formou, então eles o colocaram à prova. Ao fazer isso, eles produziram as primeiras evidências diretas de que o ferro fundido e os sulfetos de níquel podem infiltrar -se através de pequenas rachaduras entre minerais em rocha sólida, acumulando finalmente no núcleo de um planeta após apenas alguns milhões de anos, muito antes de a decadência radioativa transformar o interior.
Uma seção transversal de Marte, mostrando seu núcleo fundido que, no passado, provavelmente gerou um campo magnético global que não existe mais. | Crédito: NASA – JPL/GSFC
Os cientistas, liderados por Sam Crossley, que mudou de Ares para a Universidade do Arizona em Tucson, conduziu experimentos de alta temperatura no laboratório experimental de petrologia da NASA Johnson, amostras de aquecimento de rochas ricas em sulfato superiores a 1.020 graus Celsius, que são quentes o suficiente para derreter sulfidados-mas não rochas não-silicadas. Eles então investigaram as amostras aquecidas no laboratório de tomografia computadorizada de raios-X do centro espacial para ver se os sulfetos haviam percolado através da rocha sólida.
“Poderíamos realmente ver as renderizações 3D completas como o sulfeto derrete estava se movendo através da amostra experimental, percolando em rachaduras entre outros minerais”, disse Crossley em um declaração.
Está tudo bem e bem demonstrando isso em condições controladas dentro de um laboratório, mas poderia realmente acontecer nas entranhas de um corpo planetário? Certamente, a equipe teve que verificar sua hipótese contra o material que realmente fez parte de um corpo planetário.
“Demos o próximo passo e procuramos evidências químicas forenses de percolação de sulfeto em meteoritos”, disse Crossley. “Ao derreter parcialmente sulfetos sintéticos infundidos com metais de grupo de platina, fomos capazes de reproduzir os mesmos padrões químicos incomuns encontrados em meteoritos ricos em oxigênio, fornecendo fortes evidências de que a percolação de sulfeto ocorreu sob essas condições no sistema solar inicial”.
No entanto, identificar esses traços de metais de grupos de platina, especificamente irídio, ósmio, paládio, platina e rutênio, sem destruir as amostras necessitando de algumas técnicas inteligentes criadas pelo pesquisador da ARES Jake Serera.
“Para confirmar o que as visualizações 3D estavam nos mostrando, precisávamos desenvolver um método apropriado de ablação a laser que pudesse rastrear os elementos do grupo de platina nessas amostras experimentais complexas”, disse Setera no comunicado.
O método de Setera descobriu que a passagem de sulfetos fundidos através de resíduos de rocha sólida desses metais de grupo de platina nas amostras em quantidades que correspondiam às encontradas em certos meteoritos condríticos.
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“Confirmou nossa hipótese – que, em um ambiente planetário, esses densos derretem migrariam para o centro de um corpo e formariam um núcleo, mesmo antes de a rocha circundante começar a derreter”, disse Crossley.
Esse modelo de formação de núcleo se aplicaria a todos os corpos grandes significativos que residiam naquela região média do disco protoplanetário, não apenas de Marte. Dito isto, dado o quebra -cabeça da formação de Marte, as descobertas potencialmente respondem algumas perguntas fundamentais sobre os primeiros dias do planeta vermelho e fazem a previsão de que o núcleo de Marte deve ser rico em enxofre. E você sabe como cheira a enxofre? Ovos podres.
A pesquisa foi publicada em 4 de abril na revista Comunicações da natureza.