O núcleo da Terra pode ter vazado hidrogênio por bilhões de anos

O núcleo da Terra talvez tenha transferido hidrogênio ao manto terrestre ao longo de bilhões de anos. A hipótese ganhou força após pesquisadores compararem assinaturas isotópicas em rochas vulcânicas com simulações sobre a formação da Terra. O resultado ajuda a investigar se as camadas profundas do planeta permaneceram isoladas desde o início.

O que as rochas vulcânicas revelam?

Algumas lavas de ilhas oceânicas, como as associadas a plumas profundas sob a Islândia e a ilha de Baffin, no Canadá, apresentam pouco deutério. Esse isótopo é uma forma mais pesada de hidrogênio. A proporção entre deutério e hidrogênio funciona como uma pista geoquímica sobre a origem dos elementos presentes nas rochas.

O estudo publicado na Science Advances examinou se o resfriamento do antigo oceano de magma poderia explicar a assinatura. Os autores usaram simulações aceleradas por aprendizado de máquina para calcular o comportamento dos isótopos durante a cristalização de minerais do manto. Segundo os resultados, essa separação teria sido fraca demais para produzir os valores extremos observados em certas lavas.

Como o hidrogênio poderia sair do núcleo?

Na formação da Terra, há cerca de 4,5 bilhões de anos, materiais metálicos ricos em ferro afundaram e formaram o núcleo, enquanto silicatos deram origem ao manto. Parte do hidrogênio pode ter sido incorporada ao metal durante essa diferenciação. Se o núcleo conservar hidrogênio com pouco deutério, uma transferência gradual para a região inferior do manto poderia explicar parte das anomalias encontradas em rochas vulcânicas.

Essa possibilidade é apoiada por outras pistas em algumas lavas, incluindo proporções elevadas de hélio-3 em relação ao hélio-4. Os sinais não provam que átomos tenham sido observados atravessando a fronteira entre núcleo e manto. Eles compõem um conjunto de evidências que torna o intercâmbio químico uma explicação plausível para certas características do interior terrestre.

Uma hipótese sustentada por modelos

As conclusões dependem de cálculos sobre condições extremas, impossíveis de reproduzir integralmente em observações diretas do núcleo. O estudo avaliou se o fracionamento durante a cristalização explicaria a composição isotópica, mas não mediu uma taxa de vazamento nem identificou um caminho físico definitivo para a passagem de hidrogênio.

Para interpretar a proposta, é útil separar os resultados observados das inferências:

• As simulações indicam que a cristalização do oceano de magma não geraria diferenças isotópicas tão acentuadas.
• Certas rochas vulcânicas contêm assinaturas de hidrogênio e hélio associadas a materiais profundos.
• A transferência seletiva a partir do núcleo é uma explicação favorecida pelos autores, ainda sem mecanismo confirmado.

  

O que falta descobrir sobre o manto terrestre?

O manto terrestre está em movimento lento, e plumas de material quente podem levar componentes das profundezas para áreas vulcânicas. Durante esse trajeto, mistura e fusão alteram a composição das rochas. Por isso, os cientistas precisam entender como uma assinatura formada perto do núcleo pode sobreviver a esses processos e aparecer em lavas na superfície.

A geoquímica oferece pistas indiretas sobre regiões que não podem ser amostradas por perfurações. A estrutura em camadas, com núcleo e manto, dá o contexto físico para interpretar esses sinais. Novas medições isotópicas e modelos mais precisos poderão testar se o hidrogênio realmente atravessa essa fronteira ao longo do tempo geológico.

O que essa possível troca significa para a história da Terra?

Se a interpretação estiver correta, o núcleo da Terra não seria um reservatório completamente isolado. A troca de voláteis poderia preservar marcas da formação da Terra e influenciar a composição de partes profundas do manto, embora o estudo não determine quanto hidrogênio teria migrado nem em que ritmo.

Por ora, o achado fortalece uma hipótese, sem registrar diretamente um vazamento. As assinaturas em basaltos de ilhas oceânicas e a dificuldade de explicá-las apenas pela cristalização apontam para uma investigação em aberto sobre a evolução química do planeta.