A Terra nasceu seca até que uma colisão cósmica o tornou um planeta azul

Até agora, a Terra é o único planeta conhecido no qual a vida existe – com água líquida e uma atmosfera estável. No entanto, as condições não eram propícias à vida quando se formou. A nuvem de poeira a gás da qual todos os planetas no sistema solar formado era rico em elementos voláteis essenciais para a vida, como hidrogênio, carbono e enxofre. No entanto, no sistema solar interno – a parte mais próxima do Sol, onde os quatro planetas rochosos Mercúrio, Vênus, Terra e Marte e o cinturão de asteróides estão localizados hoje – esses elementos voláteis dificilmente poderiam existir: devido à alta temperatura do sol, eles não se condenaram e inicialmente permaneceram amplamente na fase gasosa. Como essas substâncias gasosas não foram incorporadas aos sólidos materiais rochosos dos quais os planetas foram formados, o precursor precoce da Terra, o chamado proto-terra, também continha muito pouca dessas substâncias vitais. Somente corpos celestes que se formaram mais longe do sol nas regiões mais frias foram capazes de incorporar esses componentes. Quando e como a Terra se tornou um planeta adequado à vida ainda não é totalmente compreendido.

Em um novo estudo, pesquisadores do Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Bern agora conseguiram mostrar pela primeira vez que a composição química da Terra primitiva estava completa o mais tardar três milhões após a formação do sistema solar – e de uma maneira que inicialmente impossibilitou o surgimento da vida. Seus resultados, publicados recentemente na revista Avanços científicossugere que a vida na Terra só foi possível por um evento posterior. O Dr. Pascal Kruttasch é o primeiro autor de The Study, que fazia parte de sua dissertação no Instituto de Ciências Geológicas e foi financeiramente apoiado pela Swiss National Science Foundation. Kruttasch é agora bolsista de mobilidade do SNSF PostDoc no Imperial College London.

Usando um relógio preciso para medir a história da formação da Terra

A equipe de pesquisa usou uma combinação de dados isótopos e elementos de meteoritos e rochas terrestres para reconstruir o processo da formação da Terra. Usando cálculos de modelo, os pesquisadores foram capazes de diminuir o tempo como a composição química da Terra se desenvolveu em comparação com outros blocos de construção planetários.

Kruttasch explica: “Um sistema de medição de tempo de alta precisão com base no decaimento radioativo do manganês-53 foi usado para determinar a idade precisa. Esse isótopo estava presente no sistema solar inicial e decaiu para o cromo-53 com uma meia-vida de cerca de 3,8 milhões de anos”. Esse método permitiu que as idades fossem determinadas com uma precisão de menos de um milhão de anos para materiais com vários bilhões de anos. “Essas medidas só eram possíveis porque a Universidade de Berna reconheceu a experiência e a infraestrutura internacionalmente para a análise de materiais extraterrestres e é líder no campo da geoquímica isótopo”, diz a co-autora Klaus Mezger, professor emérito de geoquímica do Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Bern.

Vida na Terra graças a uma coincidência cósmica?

Usando cálculos de modelo, a equipe de pesquisa conseguiu mostrar que a assinatura química da proto-terra, ou seja, o padrão único de substâncias químicas das quais é composta, já estava completa menos de três milhões de anos após a formação do sistema solar. Assim, seu estudo fornece dados empíricos sobre o momento da formação do material original da Terra jovem. “Nosso sistema solar se formou cerca de 4.568 milhões de anos atrás. Considerando que levou apenas 3 milhões de anos para determinar as propriedades químicas da Terra, isso é surpreendentemente rápido”, diz o primeiro autor Kruttasch.

Os resultados do estudo apoiam, portanto, a suposição de que uma colisão posterior com outro planeta-Theia-trouxe o ponto decisivo e fez da Terra um planeta adequado para a vida. A Theia provavelmente se formou mais no sistema solar, onde substâncias voláteis, como a água acumulada. “Graças aos nossos resultados, sabemos que a proto-terra era inicialmente um planeta rochoso seco. Portanto, pode-se assumir que foi apenas a colisão com Theia que trouxe elementos voláteis à Terra e, finalmente, tornou a vida possível lá”, diz Kruttasch.

A facilidade de vida no universo não pode ser tomada como certa

O novo estudo contribui significativamente para nossa compreensão dos processos na fase inicial do sistema solar e fornece pistas sobre quando e como os planetas sobre os quais a vida é possível podem se formar. “A Terra não deve sua atual amizade com a vida a um desenvolvimento contínuo, mas provavelmente a um evento casual-o impacto tardio de um órgão estrangeiro rico em água. Isso deixa claro que a amizade da vida no universo é tudo menos uma questão, é claro”, diz Mezger.

A próxima etapa seria investigar o evento de colisão entre proto-terra e Theia com mais detalhes. “Até agora, esse evento de colisão é insuficientemente entendido. São necessários modelos que podem explicar completamente não apenas as propriedades físicas da terra e da lua, mas também de sua composição química e assinaturas de isótopos”, conclui Kruttasch.