Movimento do núcleo interno da Terra: rotação e mudança de forma reveladas por sismos repetidos

O centro mais profundo da Terra não para de se deslocar - e esse movimento é bem mais intricado do que os cientistas supunham.

Escondido a milhares de quilómetros abaixo da superfície, o núcleo interno do planeta não pode ser observado diretamente; por isso, os investigadores deduzem o que acontece ali a partir de sinais sísmicos.

Essas variações discretas importam porque podem influenciar o campo magnético e até modificar a duração de um dia.

Pistas vindas de terremotos repetidos

Para investigar o movimento no centro da Terra, os cientistas dependem de sinais naturais raros que consigam atravessar o planeta inteiro com pouca interferência.

Terremotos que se repetem fornecem esse tipo de comparação, pois emitem vibrações quase idênticas em anos diferentes, permitindo acompanhar mudanças muito pequenas ao confrontar registos de várias décadas.

Com esses pares de sinais, a equipa consegue identificar diferenças mínimas que vão-se acumulando com o tempo, mesmo quando os sismos parecem praticamente iguais.

O trabalho foi liderado pelo Dr. John E. Vidale, sismólogo da Universidade do Sul da Califórnia (USC), que há décadas estuda alterações sutis em grandes profundidades.

Estrutura do núcleo interno da Terra

No interior do planeta, existe um núcleo interno sólido alojado dentro de um núcleo externo de metal líquido - componente que ajuda a sustentar o campo magnético da Terra.

Os investigadores acompanham a chamada rotação diferencial, isto é, quando o núcleo interno gira a uma velocidade diferente da do manto ao redor, para verificar se o centro “acompanha” o resto do planeta.

Como o núcleo interno é sólido, mas está próximo do ponto de fusão, a sua superfície pode ainda reagir às forças de empurrar e puxar geradas pelo fluxo do líquido ao redor.

Essa hipótese implica que mudanças nas ondas sísmicas podem ter mais de uma origem; separar essas causas é importante para modelar o núcleo.

Comparações sísmicas de longo prazo

Para captar movimentos lentos, a equipa comparou vibrações de terremotos que ocorreram quase no mesmo local, mas em anos distintos.

O estudo de 2025 reuniu 168 pares correspondentes a partir de 128 eventos perto das Ilhas Sandwich do Sul, registados entre 1991 e 2024.

Ao rever décadas de sismogramas - registos do tremor do solo - Vidale reparou que um conjunto específico de sinais simplesmente não se alinhava com os demais.

“Enquanto eu analisava sismogramas de várias décadas, um conjunto de dados de ondas sísmicas curiosamente se destacou do resto”, disse o Dr. Vidale.

Divergência nos dados

A pista veio de uma discrepância entre dois pontos de registo na América do Norte que acompanharam os mesmos terremotos repetidos ao longo de décadas.

Os sinais captados perto de Fairbanks, no Alasca, seguiam o padrão de rotação esperado, mas os registados perto de Yellowknife, no Canadá, mudaram entre 2004 e 2008.

Como os trajetos associados ao Canadá tangenciavam a superfície do núcleo interno, mesmo um deslocamento pequeno na fronteira poderia alterar a parte final do sinal.

“O que acabámos descobrindo é uma evidência de que a superfície próxima do núcleo interno da Terra passa por mudança estrutural”, disse Vidale.

Rotação versus mudança de forma

Durante anos, cientistas discutiram se as alterações nas ondas significavam que todo o núcleo interno estava a girar, ou se a sua superfície é que estava a evoluir.

Ao usar sismos emparelhados, a equipa conseguiu distinguir a rotação de mudanças locais perto do limite do núcleo interno, onde o ferro sólido encontra o metal líquido ao redor.

Nessas comparações, o percurso mais profundo manteve-se estável, enquanto o percurso mais raso continuou a variar, apontando para movimento na fronteira.

Essa interpretação reduz a ambiguidade do debate antigo, mas também alerta que futuras estimativas de rotação podem ser distorcidas por mudanças de forma.

Calor, pressão e movimento

A mudança de forma sugerida teria ocorrido na região mais externa do núcleo interno, onde calor e pressão deixam o ferro muito próximo do seu ponto de fusão.

Sob esse tipo de esforço, pode haver deformação viscosa, permitindo que o material sólido altere lentamente o formato em vez de se fraturar.

Os autores propuseram que o metal líquido em movimento no núcleo externo puxou uma topografia irregular da fronteira e deslocou a superfície.

Se essa superfície ceder mesmo que pouco, a forma como as ondas sísmicas se espalham muda - e isso pode ficar “escondido” num sinal interpretado como rotação.

Interpretando padrões de ondas

As formas de onda mudaram mais na parte final, mais irregular, de cada registo, depois que a chegada inicial mais nítida atingia o recetor.

Essa “cauda” continha mais espalhamento, pois a energia das ondas ricocheteava em estruturas pequenas e reagia com força a mudanças mínimas na fronteira.

Como o conjunto de dados depende de terremotos repetidos - que são raros -, intervalos de vários anos limitaram a precisão com que a equipa conseguiu datar os episódios.

Essas lacunas significam que o estudo pode não captar eventos rápidos; por isso, ainda são necessárias mais repetições antes de se mapear um ciclo completo.

Rotação do núcleo da Terra

Estimativas de rotação são relevantes porque testam como o núcleo troca momento angular com o manto.

Quando a fronteira muda de forma, as mesmas ondas podem aparentar uma rotação adicional, o que introduz viés num modelo de rotação.

Trabalhos anteriores que tentaram rastrear esse movimento já haviam indicado uma inversão lenta por volta de 2010, e este estudo acrescenta evidências de um episódio de mudança de forma mais curto sobreposto a esse processo.

Ao separar os efeitos, os cientistas do núcleo obtêm um sinal mais “limpo” para interpretar - embora isso ainda dependa de terremotos que se repitam com frequência suficiente para comparação.

Testando as evidências

Qualquer afirmação sobre o núcleo interno enfrenta um obstáculo óbvio: os instrumentos estão na superfície, enquanto as ondas percorrem milhares de quilómetros através de camadas de rocha e metal.

A equipa comparou sinais que cruzam o núcleo com fases próximas que não atravessaram o núcleo interno; essas ondas de referência permaneceram estáveis.

Eles argumentaram que pequenos desvios de relógio não deformariam uma forma de onda apenas depois do primeiro segundo, nem apenas num único local.

Ainda assim, a conclusão ficará mais robusta quando futuros sismos repetidos verificarem se os mesmos anos voltam a mostrar a mesma alteração na fronteira.

Ao acompanhar terremotos repetidos, os investigadores associaram os sinais do núcleo interno tanto a mudanças na rotação quanto a uma breve mudança de forma da superfície ao longo do tempo.

O estudo admite margem de incerteza, mas oferece uma estrutura mais clara para interpretar futuros sinais vindos do centro do planeta.