Um dos maiores obstáculos para os astrobiólogos é simples e, ao mesmo tempo, profundo: até hoje, só conhecemos um mundo com vida. Entre todos os corpos do Sistema Solar, apenas a Terra reúne uma atmosfera densa, água líquida à superfície e uma química orgânica capaz de sustentar organismos.
Como o jovem Sistema Solar dificultou a presença de voláteis na Terra
Estas condições, contudo, não estiveram sempre presentes. Há milhares de milhões de anos, quando a Terra ainda era muito jovem, o cenário era diferente. Embora a nébula que deu origem aos planetas fosse rica em elementos voláteis, as temperaturas elevadas na região interior do Sistema Solar impediram, em grande medida, que esses materiais condensassem, mantendo-os sobretudo em forma gasosa.
Por causa disso, os elementos voláteis não ficaram incorporados nos materiais sólidos e rochosos que construíram os planetas interiores. Em contrapartida, os corpos celestes que se formaram mais longe do Sol conseguiram reter substâncias essenciais à vida. Isto levanta uma questão central: de que forma e em que momento é que esses ingredientes chegaram à Terra?
Estudo da Universidade de Berna sobre a Terra primordial (Universidade de Berna)
Um novo estudo de investigadores da Universidade de Berna mostrou, pela primeira vez, que a composição química da Terra primordial ficou “fechada” apenas três milhões de anos após a sua formação (há cerca de 4,5 mil milhões de anos).
A leitura destes resultados aponta para uma consequência importante: os ingredientes para a vida - como a água, os compostos de carbono, o enxofre, entre outros - terão sido introduzidos mais tarde, muito provavelmente através de um impacto.
O trabalho foi realizado por Pascal Maurice Kruttasch e Klaus Mesger, respetivamente investigador de pós‑doutoramento e Professor Emérito de Geoquímica no Instituto de Ciências Geológicas (GEO) da Universidade de Berna. Mesger integra também a comissão científica que supervisiona o Centro de Espaço e Habitabilidade (CSH) de Berna. O estudo, desenvolvido no âmbito da dissertação de Kruttasch no GEO, foi publicado a 1 de agosto na revista Avanços da Ciência.
Isótopos Manganês‑53 e Crómio‑53 em meteoritos e rochas terrestres
A equipa centrou-se em dois isótopos - Manganês‑53 (53Mn) e Crómio‑53 (53Cr) - medidos em meteoritos e em amostras de rochas terrestres. Com base nesses dados, aplicaram cálculos de modelação para estabelecer limites ao tempo necessário para a evolução da composição química da Terra.
Este procedimento permitiu-lhes estimar idades associadas a esses elementos e reconstruir a “assinatura química” da Terra primordial - isto é, o padrão específico de substâncias que a caracterizava.
Resultados: a composição da Terra ficou completa em menos de 3 milhões de anos
Os resultados indicam que a composição do planeta ficou definida em menos de três milhões de anos após a formação do Sistema Solar, oferecendo os primeiros dados empíricos sobre a composição original da Terra primordial. Kruttasch explicou, num comunicado da Universidade de Berna, que:
Foi aplicado um sistema de medição temporal de alta precisão, baseado no decaimento radioativo do manganês‑53, para obter uma idade rigorosa. Este isótopo existia no início do Sistema Solar e transformou-se em crómio‑53 com uma semivida de cerca de 3,8 milhões de anos.
O Sistema Solar formou-se há aproximadamente 4,568 mil milhões de anos. Tendo em conta que foram necessários no máximo 3 milhões de anos para fixar as propriedades químicas da Terra, trata-se de um ritmo surpreendentemente rápido.
Hipótese do Grande Impacto: o sistema Terra–Lua e o papel de Theia
Estas conclusões reforçam a Hipótese do Grande Impacto, segundo a qual o sistema Terra–Lua nasceu de uma colisão gigantesca há cerca de 4,5 mil milhões de anos entre a Terra primordial e um corpo do tamanho de Marte, frequentemente designado por Theia.
Além disso, propõe-se que Theia se tenha formado mais longe no Sistema Solar, o que significaria uma composição mais rica em elementos voláteis - incluindo água. Na prática, a análise da equipa sugere que a Terra primordial teria sido um planeta rochoso e seco, e que a colisão com Theia terá trazido os componentes que tornaram possível a vida no nosso planeta.
O que isto muda para a astrobiologia e para planetas rochosos perto das suas estrelas
Estas descobertas também aprofundam, de forma significativa, a compreensão dos processos do início do Sistema Solar e ajudam a clarificar pistas sobre como e quando a vida surgiu.
Ao mesmo tempo, podem ter impacto direto na procura de vida para lá da Terra (astrobiologia) e na avaliação de se planetas rochosos que orbitam mais perto dos seus sóis conseguem, ainda assim, reunir os ingredientes necessários para a vida. Se a “habitabilidade” depender de um evento tardio e contingente - como a entrega de voláteis por impacto - então a presença de água e compostos de carbono em mundos aparentemente semelhantes à Terra poderá ser menos comum do que se assume.
Um aspeto complementar é que estes resultados tornam ainda mais valiosa a comparação entre assinaturas isotópicas de diferentes materiais do Sistema Solar (por exemplo, tipos distintos de meteoritos). Ao ligar meteoritos a fases concretas de formação planetária, torna-se possível reconstruir com maior precisão quais os reservatórios de matéria que alimentaram a Terra e quais os que ficaram de fora - e, por consequência, quando e como certos compostos foram adicionados.
Próximos passos: modelação computacional e simulações do impacto
Segundo Kruttasch, o passo seguinte é estudar o evento de colisão com maior detalhe, o que deverá exigir modelação computacional e simulações:
A Terra não deve o seu atual caráter favorável à vida a um desenvolvimento contínuo, mas provavelmente a um acontecimento casual - o impacto tardio de um corpo externo rico em água. Isto mostra que a habitabilidade no universo está longe de ser garantida.
Até agora, este evento de colisão não é compreendido de forma suficiente. São necessários modelos capazes de explicar plenamente não só as propriedades físicas da Terra e da Lua, mas também a sua composição química e as respetivas assinaturas isotópicas.
Este artigo foi originalmente publicado pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.
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