Por que os elementos abundantes no Universo são tão raros na Terra? Entenda

Quanto mais observamos o Universo, mais percebemos sua vastidão e aparente complexidade. Aparente porque os elementos mais abundantes no cosmos são incrivelmente simples. Quando tomamos, por exemplo, as duas substâncias mais leves da tabela periódica, o hidrogênio e o hélio, notamos que esses gases compõem a vasta maioria da matéria visível existente.

Curiosamente, ao olhar para a Terra percebemos que esses dois elementos são relativamente escassos em nosso planeta, ainda que o hidrogênio represente dois terços de toda nossa água.

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Por isso, uma questão intrigante que vários estudos tentam responder é: por que esses elementos dominantes na matéria bariônica, que compõe tudo o que vemos, são tão raros por aqui? Estima-se que o hélio está entre os elementos mais raros, ao passo que o hidrogênio represente apenas uma fração de 1% da crosta e menos ainda da Terra como um todo.

Há muito pouco hidrogênio na Terra

Embora presente na água, o hidrogênio é um elemento raro na Terra.Fonte:  Getty Images 

Para entender esse paradoxo, temos que considerar que a teoria do Big Bang propõe que, nos primeiros momentos após a criação do Universo, a maior parte da matéria observável era composta de elétrons, prótons e nêutrons. As duas primeiras partículas logo se encontraram para formar o hidrogênio, além de uma pequena quantidade de hélio.

Á medida que o Universos se expandiu, e esfriou, os elementos primordiais se condensaram para formar as primeiras estrelas que passaram a fundir quatro núcleos de hidrogênio (prótons) para formar um núcleo de hélio. Esse processo, conhecido como fusão nuclear, é a fonte de energia desses corpos celestes.

Mas, quando analisamos apenas a Terra, parece que o “trabalho” do hidrogênio já está feito: grande parte dele está nos oceanos, enquanto outra está em componentes ligados a rochas, ou em moléculas de carbono, como o metano na atmosfera terrestre. Ainda assim, a proporção de átomos de hidrogênio no planeta como um todo é estimada em apenas 0,14% da massa total do planeta.  

Afinal, para onde o hidrogênio e o hélio foram?

Hidrogênio e hélio são gases muito leves.Fonte:  Getty Images 

Além do fato de representarem juntos cerca de 98% da matéria bariônica no Universo, hidrogênio e hélio também são gases muito leves, o que significa que podem ter escapado espontaneamente da gravidade da Terra. Além disso, por estar mais perto do Sol, o nosso planeta é mais aquecido, o que dá mais velocidade às moléculas desses gases, resultando no chamado escapamento térmico.

Se o hidrogênio ainda marca presença em alguns compostos, principalmente na água (H₂O), o hélio é verdadeiramente escasso. Por ser um gás nobre, ele quase nunca se liga a outros átomos que possam prendê-lo. Com isso, sua existência se resume a pequenas quantidades de gás natural e no decaimento radioativo de elementos como o urânio.

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O fato é que ainda não sabemos ao certo se o hidrogênio existente em nossa água é o mesmo da formação do planeta, ou se a Terra secou em algum momento, e foi refrescada por hidrogênio trazido por cometas e asteroides. Seja como for, a raridade dos elementos mais comuns do Universo aqui pode ter criado condições que permitiram o desenvolvimento da vida, como uma atmosfera rica em oxigênio e nitrogênio, e compostos orgânicos.