Cercetătorii au descoperit ce se află în centrul Pământului

Postat la: 05.09.2025 |

O echipă internațională de cercetători a folosit simulări pe scară atomică pentru a investiga formarea nucleului solid al planetei noastre. Rezultatele indică un rol esențial jucat de carbon - un element care, până acum, fusese subestimat în acest proces.

Nucleul intern al Pământului - o sferă solidă, bogată în fier - continuă să crească încet pe măsură ce se răcește și îngheață. Însă felul în care această solidificare a început, într-un mediu extrem de fierbinte și presurizat, a rămas un mister. Oamenii de știință din Marea Britanie cred acum că au găsit o piesă lipsă din acest puzzle geologic: carbonul.

Conform unui nou studiu publicat în Nature Communications, echipa de cercetare - formată din oameni de știință de la Universitatea Oxford, Universitatea Leeds și University College London - a efectuat simulări atomice ale procesului de îngheț la temperaturi și presiuni similare celor din nucleul intern al Pământului. Scopul a fost să înțeleagă cum s-a format nucleul fără a fi nevoie de o răcire extremă (așa-numita "supra-răcire") care ar fi avut consecințe geofizice semnificative.

Dacă nucleul ar fi fost supra-răcit cu mai mult de 800°C sub punctul său de topire, acest lucru ar fi dus, cel mai probabil, la un nucleu mult mai mare sau chiar la instabilități în câmpul magnetic al planetei. Cum acest lucru nu s-a întâmplat, cercetătorii au presupus că solidificarea a avut loc cu o diferență termică mult mai mică - aproximativ 250°C sub punctul de topire.

Studiul a analizat cum diferiți atomi - precum oxigenul, sulful, siliciul și carbonul - pot influența procesul de cristalizare care duce la formarea nucleului solid. „Fiecare dintre acești atomi există în manta și, de-a lungul istoriei Pământului, ar fi putut fi încorporați în nucleu", explică dr. Andrew Walker, coautor și profesor asociat în științele Pământului la Universitatea Oxford.

În cadrul simulărilor, cercetătorii au analizat comportamentul a aproximativ 100.000 de atomi, urmărind modul în care aceștia formează mici clustere cristaline - nucleii inițiali ai solidificării. Rezultatele au fost surprinzătoare: siliciul și sulful, doi candidați tradiționali, încetinesc procesul de îngheț. Carbonul, însă, acționează ca un accelerator.

Simulările au arătat că dacă 3,8% din masa nucleului este compusă din carbon, atunci nucleul ar putea începe să se solidifice la o temperatură de 266°C sub punctul său de topire - o valoare care se potrivește cu observațiile seismologice și cu dimensiunea actuală a nucleului intern.

Cercetările sugerează că nucleul nu este alcătuit din fier pur, ci conține cantități semnificative de elemente mai ușoare, în special carbon. Acest lucru ar explica de ce densitatea nucleului este mai mică decât cea a fierului pur - o observație cunoscută de multă vreme, dar până acum insuficient explicată.

De asemenea, studiul aduce o perspectivă nouă asupra nucleației - procesul prin care începe formarea unui solid dintr-un lichid. Spre deosebire de formarea grindinei, care necesită particule externe pentru a iniția cristalizarea, nucleul Pământului pare să se fi format „curat", fără „semințe de cristalizare". Potrivit autorilor, toate elementele care ar fi putut juca acest rol de nucleație au fost instabile în condițiile extreme ale nucleului și fie s-au topit, fie s-au dizolvat.

Descoperirile nu doar că rescriu o parte din înțelegerea noastră despre formarea nucleului planetei, dar și deschid noi direcții de cercetare în ceea ce privește chimia profundă a Pământului. Prezența carbonului în nucleu ar putea influența nu doar dinamica internă, ci și câmpul magnetic al planetei - un scut vital pentru viața de la suprafață.

În concluzie, fără carbon, este posibil ca nucleul solid al Pământului să nu fi existat niciodată în forma sa actuală. Iar odată cu această descoperire, cercetătorii au un indiciu important în căutarea răspunsurilor la una dintre cele mai vechi întrebări ale geologiei: ce se află, cu adevărat, în centrul Pământului?