Os cientistas há muito debatem de onde vieram originalmente as matérias-primas que constituíam a Terra. Embora o nosso planeta esteja localizado no Sistema Solar interior, muitos investigadores propuseram que 6 a 40 por cento do seu material de construção veio do Sistema Solar exterior, para além de Júpiter.
Esta ideia é particularmente importante para explicar como a Terra adquiriu substâncias voláteis como a água. Se esses materiais vieram de longe, devem ter se movido entre as regiões externa e interna do Sistema Solar durante a formação da Terra.
Novas pesquisas desafiam agora esse quadro.
“Ficamos realmente surpresos”
Os cientistas planetários Paolo Sosi e Dan Bower da ETH Zurich compararam as medições existentes das proporções isotópicas de uma ampla gama de meteoritos, incluindo amostras de Marte e do asteróide Vesta, com a composição isotópica da Terra.
Isótopos são átomos irmãos do mesmo elemento (mesmo número de prótons) que possuem massas diferentes (números diferentes de nêutrons).
Usando uma nova abordagem para analisar esses dados, os pesquisadores chegaram a uma conclusão surpreendente. Os seus resultados sugerem que o material que formou a Terra veio inteiramente do interior do Sistema Solar.
O material do Sistema Solar exterior parece constituir menos de dois por cento da massa total da Terra, e possivelmente nenhum. Este estudo foi publicado na Nature Astronomy.
“Nossos cálculos deixam claro: os materiais de construção da Terra se originam de um único reservatório físico”, diz Sosi. O seu colega Bower diz: “Ficámos realmente surpreendidos ao descobrir que a Terra é feita inteiramente de material do interior do Sistema Solar, que é diferente de qualquer conjunto de meteoritos existentes”.
A equipe da ETH Zurique baseou sua análise em medições existentes de dez sistemas isotópicos diferentes encontrados em meteoritos. Estudos anteriores geralmente se concentravam em apenas dois sistemas isotópicos.
“Nossos estudos são, na verdade, experimentos de ciência de dados”, diz Sosi. “Realizamos cálculos estatísticos que raramente são usados em geoquímica, embora sejam uma ferramenta poderosa”.
Isótopos de meteoritos revelam a origem da Terra
Os cientistas têm usado isótopos em meteoritos durante décadas para descobrir onde os corpos celestes se formaram, incluindo de que região do sistema solar eles vieram. No entanto, durante muitos anos, os isótopos de oxigénio foram as principais ferramentas disponíveis para identificar essa origem.
Isto mudou no início da década de 2010, quando um investigador americano mostrou que isótopos de outros elementos, incluindo crómio e titânio, também poderiam revelar onde os meteoritos se formaram.
Esta descoberta permitiu aos cientistas dividir os meteoritos em dois grandes grupos. Meteoritos não carbonáceos formam-se exclusivamente no interior do Sistema Solar. Os meteoritos carbonáceos contêm mais água e carbono e são originários do Sistema Solar externo.
A Terra é feita inteiramente de material não carbonáceo, de acordo com uma nova análise. Os pesquisadores não encontraram nenhuma evidência da troca de material proposta anteriormente entre os reservatórios internos e externos do sistema solar.
Isto sugere que a Terra cresceu num ambiente relativamente estável, incorporando gradualmente corpos planetários próximos mais pequenos à medida que evoluía. Significa também que a maior parte da matéria volátil, incluindo a água, pode já ter existido no interior do Sistema Solar.
Júpiter pode ter dividido o sistema solar
Porque é que dois reservatórios separados de material acabaram no jovem Sistema Solar?
Os cientistas acreditam que Júpiter desempenhou um papel importante nisso. À medida que o gigante gasoso crescia rapidamente, a sua imensa gravidade criou uma lacuna no disco protoplanetário em torno do jovem Sol. Esses discos têm formato de anel e contêm gás e poeira; Eles são o berço dos planetas.
Júpiter parece ter atuado como uma barreira, limitando o movimento de material do Sistema Solar externo para a região interna. No entanto, até agora os cientistas não sabiam quão eficaz era essa barreira.
A nova análise mostra que muito pouco material proveniente de além de Júpiter chegou à região onde a Terra se formou.
“Nossos cálculos são muito robustos e dependem apenas de dados, e não de suposições físicas, pois estas ainda não são totalmente compreendidas”, enfatiza Bower.
Os resultados também mostram que a composição física da Terra se assemelha à de Marte e Vesta.
Mercúrio e Vênus podem ter padrões semelhantes
Os investigadores suspeitam que Mercúrio e Vénus podem seguir o mesmo padrão que a Terra, Marte e Vesta.
“Com base na nossa análise, podemos prever teoricamente a composição destes dois planetas”, diz Paolo Sosi.
No entanto, essa previsão não pode ser testada diretamente neste momento. Os cientistas não têm actualmente amostras de rochas de Mercúrio ou Vénus, os dois planetas mais próximos do Sol, que possam ser analisadas da mesma forma.
Um novo mistério sobre a água da Terra
“Os nossos resultados lançam uma nova luz sobre a história da formação da nossa Terra e de outros planetas rochosos”, diz Sosi.
As descobertas também levantam uma grande questão nova. Se a Terra não recebesse grandes quantidades de material rico em água do Sistema Solar exterior, os cientistas teriam de explicar como poderia existir água suficiente no quente Sistema Solar interior para eventualmente produzir os oceanos da Terra.
Sosi e sua equipe planejam investigar a próxima questão. Eles também querem determinar se processos semelhantes podem ocorrer em sistemas planetários em torno de outras estrelas.
Sosi diz: “Até então, no entanto, Dan e eu teremos de nos envolver em muitos debates acalorados sobre a composição física da Terra e dos seus planetas vizinhos, porque apesar das novas descobertas, a discussão científica sobre os blocos de construção da Terra está longe de terminar.”
