Simulações Chinesas Sugerem Estado Superiônico no Núcleo Interno da Terra

O núcleo interno da Terra, uma esfera de ferro com um raio aproximado de 2.500 quilômetros, é teorizado por cientistas como existindo num estado da matéria conhecido como superiônico, uma condição extrema de pressão e temperatura. Esta fase exótica assemelha-se ao gelo superiônico hipoteticamente presente nos núcleos de gigantes gasosos como Urano e Neptuno. O núcleo interno contém níquel e uma pequena fração de elementos leves, como oxigénio, enxofre ou carbono, e a compreensão das suas propriedades é crucial para a geodinâmica terrestre.

Uma equipa de investigadores da Academia Chinesa de Ciências (CAS), liderada pelo geofísico Yu He, empregou simulações computacionais avançadas, fundamentadas na teoria da mecânica quântica, para modelar as condições no centro terrestre. Estas modelações indicaram que ligas de ferro misturadas com elementos leves, incluindo hidrogénio, oxigénio e carbono, sofrem uma transição para o estado superiônico sob as condições do núcleo interno. Nesta estrutura, os elementos mais leves demonstram mobilidade, movendo-se livremente como um fluido, enquanto a rede de átomos de ferro se mantém ordenada e sólida. Yu He descreveu esta descoberta como um achado "bastante anormal", conforme relatado em estudos anteriores que também envolviam a colaboração com o Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research (HPSTAR).

Este modelo superiônico oferece uma explicação coerente para anomalias sísmicas observadas, nomeadamente a velocidade de onda de cisalhamento reduzida, que confere ao núcleo interno uma relativa maleabilidade. Em contraste com o modelo clássico de um sólido rígido, as leituras sísmicas indicam que o material se comporta como um metal mais macio, com uma razão de Poisson mais próxima da manteiga do que do aço. A mobilidade dos elementos leves dentro da rede cristalina de ferro, que se assemelha à difusão observada no ferro líquido, é o que amolece a estrutura sem a desordenar completamente. Esta estrutura dinâmica pode, adicionalmente, esclarecer as alterações estruturais do núcleo ao longo do tempo e o mecanismo de geração das correntes de convecção que sustentam o campo magnético do planeta.

Embora o suporte atual para esta hipótese derive predominantemente de simulações de dinâmica molecular ab initio, a validação experimental direta sob as condições extremas do núcleo permanece tecnicamente inviável, posicionando o estado superiônico como a principal hipótese científica no final de 2025. Em investigações relacionadas, cientistas chineses e norte-americanos publicaram na Nature Geoscience evidências de que as bordas do núcleo interno sofreram deformações de até 100 metros ou mais em certas regiões nos últimos 20 anos, com a rotação do núcleo interno a desacelerar a partir de 2010. A convecção contínua de elementos leves no núcleo interno, como sugerido pelo estado superiônico, é fundamental, pois a movimentação da parte interna é o que gera o campo magnético protetor da Terra.

A equipa de Yu He calculou as velocidades sísmicas nas ligas superiônicas, encontrando uma diminuição significativa que se alinha com as observações sismológicas. Em 18 de novembro de 2025, pesquisadores da Universidade Sichuan anunciaram evidências experimentais através de testes de compressão por choque dinâmico, que recriaram pressões de até 140 GPa e temperaturas próximas de 2600 K em laboratório, validando a transição superiônica em ligas de ferro-carbono.