Uma pesquisa recente publicada na revista Science Advances contesta uma das teorias científicas mais aceitas entre os cientistas planetários: a de que a Terra recebeu seus elementos voláteis, principalmente aqueles essenciais à vida, quando objetos como cometas e asteroides os transportaram do espaço para cá.
De acordo com os autores do novo estudo, esses elementos voláteis essenciais à vida podem ter existido em nosso planeta desde a sua formação há 4,5 bilhões de anos. Os resultados, obtidos através de cálculos de primeiros princípios (ab initio), desafiam as proposições da chamada teoria do “revestimento tardio” (Late Veneer), que se refere à adição de material externo após a formação do núcleo planetário.
Como, por definição, os elementos voláteis (carbono, hidrogênio e nitrogênio) evaporam rapidamente na natureza, os pesquisadores trabalharam com alguns materiais chamados calcogênios, o antigo grupo 6A da tabela periódica. Esses elementos, como enxofre, selênio e telúrio, são conhecidos por formar compostos com o oxigênio.
Como os cientistas descobriram a origem dos voláteis na própria Terra?
Para testar sua teoria de origem dos voláteis na própria Terra, os autores trabalharam com uma técnica computacional conhecida como cálculo de primeiros princípios. Essa abordagem, obtida diretamente das leis fundamentais da física, descreve o comportamento dos isótopos, variantes de um mesmo elemento químico, mas com diferentes números de nêutrons.
Durante cada estágio de formação da Terra, os isótopos têm taxas de decaimento radioativo diferentes devido às estabilidades nucleares distintas. Ou seja, cada forma isotópica deixa suas "assinaturas" após essas etapas primordiais do desenvolvimento terrestre, que podem ser rastreadas pelos cientistas, como uma espécie de impressão digital.
Por meio do cálculo dos primeiros princípios, os pesquisadores calcularam quais assinaturas isotópicas eram esperadas para os diversos calcogênios, conforme o período de formação da Terra. Esses modelos com as previsões de isótopos foram posteriormente comparados com as medições reais de isótopos de calcogênio do planeta.
O que os cientistas concluíram sobre os voláteis do manto terrestre?
A maioria dos voláteis na Terra são remanescentes do estágio inicial.Fonte: Getty Images
Os resultados mostraram que, embora muitos voláteis tenham evaporado durante a formação da Terra, quando ela era ainda extremamente quente e brilhante, muitos deles estão presentes aqui até hoje. As descobertas sugerem mesmo que a maioria dos voláteis terrestres atuais provavelmente datam do estágio inicial de formação planetária.
O estudo concluiu que "as assinaturas isotópicas de enxofre, selênio e telúrio da BSE [composição química média da Terra] revelam que a diferenciação protoplanetária desempenha um papel fundamental no estabelecimento da maioria dos elementos voláteis da Terra". Isso significa que o revestimento tardio, que veio do espaço, não contribuiu para o nosso inventário volátil, como vinha sendo divulgado.
No entanto, outros voláteis essenciais para a vida, além dos calcogênios, devem ser estudados em pesquisas futuras. Conhecer o comportamento de outros elementos, como nitrogênio sob condições extremas, é fundamental para compreender a evolução e habitabilidade dos planetas terrestres.
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