Cientistas apoiados pela NASA forneceram novas informações sobre como a Terra primitiva pode ter adquirido alguns elementos necessários para que o planeta se tornasse habitável. Eles também sugerem um novo papel para Júpiter na distribuição destes elementos por todo o jovem sistema solar. O estudo, publicado hoje em Avanços da Ciênciaexamina esta história observando a proporção entre fósforo e nitrogênio em meteoritos de ferro e em objetos mais jovens conhecidos como condritos.
Debjeet Pathak
Universidade do Arroz
O nosso sistema solar formou-se a partir de gás e poeira que giravam em torno do proto-Sol há mais de 4,5 mil milhões de anos. Este gás continha as matérias-primas necessárias para formar planetas, luas e, em última análise, a vida como a conhecemos. Dois elementos de particular importância para a vida são o nitrogênio e o fósforo.
Nos primeiros estágios do sistema solar, o gás e a poeira se fundiram em corpos conhecidos como planetesimais. À medida que estes objetos orbitavam o jovem Sol neste ambiente caótico, os planetesimais colidiram, deixando restos despedaçados por todo o sistema. Eventualmente, muitas dessas peças foram incorporadas em planetas e luas. Outras peças sobrevivem hoje como asteroides, ainda orbitando o Sol, e – caso tenham impactado a Terra e tenham sido recuperadas – como meteoritos. Esses meteoritos fornecem uma janela para o início do sistema solar, em uma época anterior à existência da Terra. Condritos e meteoritos de ferro são duas classes diferentes desses meteoritos.
Como o nome sugere, os meteoritos de ferro são objetos metálicos densos e feitos principalmente de liga de ferro-níquel. Os condritos, por outro lado, são objetos rochosos e são responsáveis pela maioria dos meteoritos encontrados na Terra.
Cada tipo de meteorito se origina de planetesimais que se formaram em momentos diferentes do nosso sistema. A geração mais antiga de planetesimais é a fonte dos meteoritos de ferro. Os condritos vieram de uma segunda geração de planetesimais que se formou 2 a 3 milhões de anos depois.
Compreender como a Terra foi feita e o momento da sua formação é importante para os astrobiólogos que estudam como e quando o nosso planeta se tornou habitável para a vida como a conhecemos. A jovem Terra precisava de um suprimento de ingredientes vitais, incluindo nitrogênio e fósforo, para que as primeiras células vivas se formassem.
Há um debate entre os cientistas sobre a origem do estoque de elementos essenciais à vida da Terra. Algumas evidências apontam para condritos no sistema solar exterior viajando para dentro para chegar à Terra no final do processo de formação do nosso planeta. No entanto, o novo estudo conta uma história diferente.
Usando experiências de laboratório e modelos geoquímicos, a equipa reconstruiu um mapa das relações fósforo-nitrogénio (P/N) em todo o sistema solar inicial e encontrou diferenças entre a primeira (meteoritos de ferro) e a segunda (condritos) gerações de planetesimais.
Os experimentos e a modelagem geoquímica subsequente mostraram que a primeira geração tinha uma proporção maior de P/N no sistema solar externo, com essa proporção diminuindo em direção ao sistema solar interno. Esta tendência foi revertida na segunda geração de planetesimais, com relações P/N mais elevadas no sistema solar interno.
A ideia é que durante a formação da primeira geração de planetesimais, houve um fluxo de material para fora que aumentou a relação P/N no sistema solar exterior. Então veio Júpiter.
Rajdeep Dasgupta
Universidade do Arroz
À medida que Júpiter se formou e cresceu até atingir um tamanho tremendo (e influência gravitacional), o planeta restringiu o movimento de fósforo e nitrogênio do sistema solar interno para o externo. Isto significou que quando a segunda geração de planetesimais apareceu, aqueles no interior do sistema solar ficaram com uma relação P/N mais elevada do que os seus primos mais distantes.
“Para o nosso próprio sistema solar, a presença e a história de crescimento de Júpiter, de facto, parecem ter desempenhado um papel crítico na determinação da distribuição dos ingredientes químicos básicos necessários para mundos habitáveis,” disse Rajdeep Dasgupta da Universidade Rice em Houston e autor sénior do estudo. “Permanece uma questão em aberto se um orçamento de elementos essenciais à vida semelhante ao da Terra pode ser estabelecido sem um planeta semelhante a Júpiter na população.”
A modelagem de acréscimo geoquímico mostra ainda que a atual assinatura P/N da Terra é melhor reproduzida pelos planetesimais internos do sistema solar, sejam aqueles relacionados a meteoritos de ferro ou aqueles relacionados a condritos.
“O estudo sugere que a Terra adquiriu seu inventário de elementos essenciais à vida, fósforo e nitrogênio, principalmente do sistema solar interno, sem exigir uma contribuição significativa dos condritos do sistema solar externo”, disse o principal autor do estudo, Debjeet Pathak, estudante de graduação na Rice University.
Para obter mais informações sobre astrobiologia na NASA, visite:
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Karen Fox/Molly Wasser
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