A principal teoria da formação da Terra foi chamada de implausível: por que aconteceu

Embora a Terra tenha sido estudada em detalhe há muito tempo, os cientistas ainda têm de responder a algumas questões fundamentais.

Um deles diz respeito à formação do planeta.Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Instituto Federal de Tecnologia de Zurique e pelo Centro Nacional de Competência para Ciência Planetária apresentou uma resposta a esta pergunta. Em seu estudo, os cientistas usaram modelagem computacional e conduziram vários experimentos de laboratório. Os resultados do trabalho foram publicados na revista Nature Astronomy.

O problema da velha teoria

A teoria predominante em astrofísicae a cosmoquímica é que a Terra foi formada a partir de asteróides condritos. Estes são blocos simples e relativamente pequenos de pedra e metal que apareceram no início da formação do sistema solar. O problema com esta teoria é que nenhuma mistura destes condritos pode explicar a composição exata da Terra. Não contém tantos elementos leves e voláteis como hidrogênio e hélio como deveria.

Ao longo dos anos, os cientistas propuseram diferenteshipóteses que possam explicar esta discrepância. Por exemplo, pensava-se que as colisões de objetos que mais tarde formaram a Terra libertavam enormes quantidades de calor. Isso eventualmente evaporou os elementos leves, deixando o planeta em sua composição atual.

No entanto, os autores do novo estudo estão confiantes de que estesas teorias tornam-se implausíveis quando a composição isotópica de vários elementos da Terra é medida. Assim, todos os isótopos de um elemento químico possuem o mesmo número de prótons, embora possuam um número diferente de nêutrons. Isótopos com menos nêutrons são mais leves e, portanto, deveriam volatilizar mais facilmente. Se a teoria da evaporação durante o aquecimento estivesse correta, haveria menos desses isótopos leves na Terra do que nos condritos originais. Mas as medições isotópicas mostram uma imagem diferente.

Nova ideia

Modelos dinâmicos, com a ajuda dos quaisos cientistas modelam a formação dos planetas e mostram que os planetas do sistema solar se formaram gradualmente. Com o tempo, pequenos grãos se transformaram em planetesimais com quilômetros de extensão, acumulando cada vez mais material sob a influência da atração gravitacional.

Assim como os condritos, os planetesimais são pequenoscorpos cósmicos feitos de pedra e metal. Mas, ao contrário dos condritos, foram aquecidos o suficiente para se diferenciarem num núcleo metálico e num manto rochoso. Além disso, os planetesimais que se formaram em diferentes regiões ao redor do jovem Sol ou em épocas diferentes têm composições químicas diferentes.

A questão era se uma combinação aleatória de diferentes planetesimais poderia realmente formar a Terra na composição conhecida hoje.

Testando a teoria

Para descobrir, a equipe realizou testes de computadormodelagem. Durante este processo, milhares de planetesimais colidiram entre si no início do Sistema Solar. Os modelos foram desenhados de tal forma que, com o tempo, corpos celestes correspondentes aos quatro planetas rochosos – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte – emergissem das rochas espaciais.

O estudo descobriu que uma mistura de muitos planetesimais diferentes poderia realmente levar à composição da Terra que os cientistas conhecem.

Como isso vai ajudar?

Agora os cientistas planetários têm um mecanismo queexplica melhor a formação não apenas da Terra, mas também de outros planetas rochosos. Poderia ser usado, por exemplo, para prever como a composição de Mercúrio difere da de outros planetas rochosos. Mesmo fora do sistema solar.