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Bilhões de anos atrás, no disco gigante de poeira, gás e material rochoso que orbitava nosso jovem sol, corpos cada vez maiores se fundiram para dar origem aos planetas, luas e asteróides que vemos hoje. Os cientistas ainda estão tentando entender os processos pelos quais os planetas, incluindo nosso planeta natal, foram formados. Uma maneira pela qual os pesquisadores podem estudar como a Terra se formou é examinar os magmas que fluem das profundezas do interior do planeta. As assinaturas químicas dessas amostras contêm um registro do tempo e da natureza dos materiais que se juntaram para formar a Terra – de forma análoga a como os fósseis nos dão pistas sobre o passado biológico da Terra.
Agora, um estudo do Caltech mostra que a Terra primitiva se formou a partir de materiais quentes e secos, indicando que a água do nosso planeta – o componente crucial para a evolução da vida – deve ter chegado tarde na história da formação da Terra.
O estudo, envolvendo uma equipe internacional de pesquisadores, foi realizado nos laboratórios de François Tissot, professor assistente de geoquímica e pesquisador do Heritage Medical Research Institute; e Yigang Zhang da Universidade da Academia Chinesa de Ciências. Um artigo descrevendo a pesquisa aparece na revista Avanços da Ciência. O estudante de pós-graduação da Caltech, Weiyi Liu, é o primeiro autor do artigo.
Embora os humanos não tenham como viajar para o interior do nosso planeta, as rochas nas profundezas da Terra podem naturalmente chegar à superfície na forma de lavas. Os magmas parentais destas lavas podem ter origem em diferentes profundidades da Terra, como o manto superior, que começa cerca de 15 quilómetros abaixo da superfície e se estende por cerca de 680 quilómetros; ou o manto inferior, que se estende de uma profundidade de 680 quilômetros até o limite do manto central a cerca de 2.900 quilômetros abaixo de nossos pés. Como a amostragem de diferentes camadas de um bolo – a cobertura, o recheio, a esponja – os cientistas podem estudar magmas originários de diferentes profundidades para entender os diferentes “sabores” das camadas da Terra: as substâncias químicas encontradas dentro e suas proporções em relação umas às outras. .
Como a formação da Terra não foi instantânea e envolveu materiais que se acumularam ao longo do tempo, amostras do manto inferior e do manto superior fornecem pistas diferentes sobre o que estava acontecendo ao longo do tempo durante a acreção da Terra. No novo estudo, a equipe descobriu que a Terra primitiva era composta principalmente de materiais rochosos e secos: as assinaturas químicas das profundezas do planeta mostraram uma falta dos chamados voláteis, que são materiais facilmente evaporados, como água e iodo. Em contraste, as amostras do manto superior revelaram uma proporção maior de voláteis, três vezes maior do que a encontrada no manto inferior. Com base nessas proporções químicas, Liu criou um modelo que mostrava a Terra formada a partir de materiais rochosos quentes e secos, e que uma grande adição de voláteis essenciais à vida, incluindo água, ocorreu apenas durante os últimos 15% (ou menos) da formação da Terra. .
O estudo é uma contribuição crucial para as teorias da formação dos planetas, um campo que passou por várias mudanças de paradigma nas últimas décadas e ainda é caracterizado por vigoroso debate científico. Neste contexto, o novo estudo faz previsões importantes para a natureza dos blocos de construção de outros planetas terrestres – Mercúrio e Vênus – que se espera que tenham se formado a partir de materiais secos semelhantes.
“A exploração do espaço para os planetas externos é realmente importante porque um mundo aquático é provavelmente o melhor lugar para procurar vida extraterrestre”, diz Tissot. “Mas o sistema solar interno não deve ser esquecido. Não houve uma missão que tocou a superfície de Vênus por quase 40 anos, e nunca houve uma missão para a superfície de Mercúrio. Precisamos ser capazes de estudar esses mundos para entender melhor como planetas terrestres como a Terra se formaram.”
O artigo é intitulado “I/Pu revela que a Terra é formada principalmente por planetesimais diferenciados pobres em voláteis”. Além de Liu e Tissot, os co-autores são Zhang, da Universidade da Academia Chinesa de Ciências; Guillaume Avice da Université Paris Cité, Institut de physique du globe de Paris; Zhilin Ye da Academia Chinesa de Ciências; e Qing-Zhu Yin da Universidade da Califórnia, Davis. O financiamento foi fornecido pela Academia Chinesa de Ciências, pela National Science Foundation, pela Packard Fellowship for Science and Engineering, pelo Heritage Medical Research Institute e pela Caltech.
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