Análise de meteoritos marcianos derruba teoria de formação de planetas

Novo estudo derruba ideias anteriores sobre como os planetas rochosos se formam. (imagem NASA) 

A atmosfera em Marte pode ter se formado de uma maneira que contradiz as teorias atuais, dizem pesquisadores da Universidade da Califórnia, Davis, EUA. A equipe chegou a essa conclusão graças a uma nova análise do meteorito Chassigny, que caiu na Terra no nordeste da França em 1815 e acredita-se que represente o interior marciano.

As teorias atuais de formação de planetas sugerem que planetas rochosos como a Terra e Marte adquiriram elementos químicos voláteis, como hidrogênio, carbono, oxigênio, nitrogênio e gases nobres, como o criptônio, da nebulosa ao redor de sua estrela-mãe durante os estágios iniciais de sua formação.

Inicialmente, esses elementos se dissolveram (tecnicamente, eles “inseriram”) no manto dos planetas, que naquele momento existia como um oceano de rocha derretida, ou magma, na superfície. Mais tarde, quando o oceano de magma cristalizou, o oceano “desgaseificou” esses voláteis derivados da nebulosa solar de volta à atmosfera, onde gradualmente se dissiparam no espaço. Finalmente, em um estágio ainda mais avançado, meteoritos chamados condritos forneceram materiais voláteis adicionais colidindo com os planetas jovens.

Espera-se, portanto, que o interior dos planetas seja composto principalmente de voláteis solares, ou uma mistura de voláteis solares e condritos. Os voláteis na atmosfera, por outro lado, viriam principalmente de meteoritos”, explica Sandrine Péron , líder da equipe de estudo .

O interior marciano contém criptônio condrito

Essa previsão, no entanto, não é consistente com as descobertas da equipe, que são baseadas em medições de isótopos de criptônio em amostras do meteorito Chassigny. Como a proporção de isótopos de criptônio no criptônio de origem da nebulosa solar e no criptônio de origem de condrito são diferentes, a análise das proporções de isótopos permitiu aos pesquisadores determinar como Chassigny – e, por extensão, o interior de Marte – obteve seu criptônio.

“Nosso estudo mostra que o interior marciano contém criptônio condrito, que contrasta com a composição atmosférica [semelhante ao criptônio solar]”, disse Péron ao Physics World . “O cenário atual, portanto, não se sustenta mais.”

Medições precisas de isótopos

Antes que pudessem realizar suas medições, os pesquisadores primeiro tiveram que eliminar uma terceira fonte de criptônio. Chassigny passou 11 milhões de anos viajando pelo espaço antes de cair na Terra – bastante tempo, diz Péron. Durante esse tempo, foi exposto à radiação cósmica, que pode gerar criptônio e outros gases nobres de outros elementos por meio de reações de espalação.

Para remover esse chamado criptônio “cosmogênico” de sua amostra, os pesquisadores aqueceram o meteorito em etapas de cerca de 200 a 1500 ° C. Essa técnica de aquecimento por etapas funciona porque o criptônio cosmogênico e marciano são liberados em diferentes temperaturas. 

Outra parte importante do procedimento analítico foi separar o criptônio dos demais gases nobres presentes no meteorito. Os pesquisadores fizeram isso analisando os gases nobres um após o outro usando espectrometria de massa. “Como queremos evitar problemas de interferência, precisamos de uma fase de criptônio quase pura (sem argônio e xenônio) no espectrômetro de massa”, explica Péron. “Para obter uma separação limpa de criptônio de argônio e xenônio, desenvolvemos um novo protocolo de separação na UC Davis envolvendo uma nova armadilha criogênica”.

Este protocolo, combinado com o aquecimento gradual, permitiu à equipe obter medições isotópicas precisas de criptônio do meteorito Chassigny, diz Péron.

Meteoritos entregaram elementos voláteis muito antes

O fato de os isótopos de criptônio em Chassigny corresponderem àqueles encontrados em meteoritos condritos, e não na nebulosa solar, implica que os condritos estavam entregando elementos voláteis ao recém-nascido Marte muito antes do que se pensava anteriormente, enquanto a nebulosa solar ainda estava presente. “Os voláteis solares na atmosfera não podem se originar da desgaseificação do manto, como se supunha anteriormente, mas provavelmente foram capturados da nebulosa solar antes que a nebulosa se dissipasse (em cerca de 10 milhões de anos após o nascimento do sistema solar) e depois que a maior parte de Marte tivesse se acumulado”, Péron diz. “Isso derruba o pensamento atual.

“Um aspecto desafiador é como reter esses voláteis solares na atmosfera, já que eles deveriam ter sido perdidos devido à radiação emanada do Sol primitivo”, continua ela. “Um cenário possível é que Marte estava frio após a acreção e parte dos gases solares ficou preso no subsolo ou nas calotas polares.”

Os pesquisadores esperam que seu trabalho motive mais estudos sobre como as atmosferas planetárias, e em particular a atmosfera marciana, se formam. Por sua vez, eles planejam caracterizar melhor a composição do manto marciano para determinar se é heterogêneo. “Outro aspecto é entender melhor de onde a atmosfera marciana se originou e como ela evoluiu, levando em conta as restrições do nosso estudo”, diz Péron. “Isso envolverá determinar as condições que permitem que o criptônio solar e o xenônio sejam retidos na superfície do planeta.”

Fonte: physicsworld.com