Experiências mostram que planetas oceânicos podem não ter um fundo

Em nossa galáxia, os planetas oceânicos são bastante comuns, cobertos com uma camada de água com centenas ou mesmo milhares de quilômetros de espessura sobre uma crosta sólida de silicato.

Ao reproduzir em um experimento a enorme pressão e temperatura existentes no fundo de planetas oceânicos distantes, os cientistas descobriram que eles podem não ter um fundo específico.

Apesar da combinação de substâncias familiares a nós, a geoquímica desses mundos deve ser completamente diferente da Terra. Portanto, no fundo do oceano, a pressão é tão grande que o comportamento da água e do silício sob essas condições ainda não é conhecido.

Mineralogistas da Universidade Estadual do Arizona recriaram recentemente essas condições em laboratório, tendo examinado o que acontece com a água e o silício a pressões extremas de até 24 GPa (para comparação, a pressão a uma profundidade de 100 quilômetros é de cerca de 0,1 GPa). O artigo do professor Sang-Heon Shim e seus colegas foi publicado no PNAS.

Para criar a pressão desejada, foram realizadas experiências com bigornas de diamante – um par de diamantes cônicos pesados ​​que transmitem compressão às pontas. A tecnologia permite atingir enormes pressões de até 1000 GPa e obter, por exemplo, hidrogênio metálico – a fase que existe nas entranhas de planetas gigantes. No entanto, desta vez, entre as pontas das bigornas, os cientistas colocaram uma pequena amostra contendo silício e água, comprimindo-a e, ao mesmo tempo, aquecendo-a com raios laser a altas temperaturas – como no fundo de planetas oceânicos.

Resultados

Experimentos demonstraram que, em condições tão extremas, as substâncias passam para uma fase bastante exótica: o silicato e a água se “dissolvem mutuamente”, formando uma mistura contendo uma mistura de hidrogênio e óxidos de silício. A julgar por esses resultados, os planetas oceânicos podem não ter um fundo rígido definido e, em sua profundidade colossal, a água passa para a litosfera de silicato através de uma camada mista semifluida.

“Inicialmente, acreditava-se que a água e as camadas sólidas nos planetas estão claramente separadas uma da outra”, disse Carole Nisr, uma das autoras do trabalho. “Mas nossos experimentos indicaram uma interação anteriormente desconhecida de água e silicato com a formação de uma fase intermediária estável. A separação entre água e pedra é surpreendentemente ‘oculta’ à alta pressão e temperatura.”