Sem colisão, sem vida: a Terra provavelmente precisava de suprimentos do espaço

 A Terra é até agora o único planeta conhecido com vida — com água líquida e uma atmosfera estável. No entanto, as condições não eram propícias à vida quando ela se formou. A nuvem de gás e poeira da qual todos os planetas do sistema solar se formaram era rica em elementos voláteis essenciais à vida, como hidrogênio, carbono e enxofre.

Crédito: CC0 Domínio Público 

Entretanto, no sistema solar interno — a parte mais próxima do sol, onde os quatro planetas rochosos Mercúrio, Vênus, Terra e Marte e o cinturão de asteroides estão localizados hoje — esses elementos voláteis dificilmente poderiam existir.

Devido à alta temperatura do Sol, eles não se condensaram e inicialmente permaneceram em grande parte na fase gasosa. Como essas substâncias gasosas não foram incorporadas aos materiais rochosos sólidos dos quais os planetas foram formados, o precursor inicial da Terra, a chamada proto-Terra, também continha muito pouco dessas substâncias vitais.

Apenas corpos celestes que se formaram mais distantes do Sol, em regiões mais frias, foram capazes de incorporar esses componentes. Quando e como a Terra se tornou um planeta propício à vida ainda não é totalmente compreendido.

Em um novo estudo, pesquisadores do Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Berna conseguiram mostrar pela primeira vez que a composição química da Terra primitiva estava completa no máximo três milhões de anos após a formação do sistema solar — e de uma forma que inicialmente tornou o surgimento da vida impossível.

Os resultados , publicados na revista Science Advances , sugerem que a vida na Terra só foi possível graças a um evento posterior. O Dr. Pascal Kruttasch é o primeiro autor do estudo, que fez parte de sua dissertação no Instituto de Ciências Geológicas.

Usando um relógio preciso para medir a história da formação da Terra

A equipe de pesquisa utilizou uma combinação de dados de isótopos e elementos de meteoritos e rochas terrestres para reconstruir o processo de formação da Terra. Utilizando cálculos de modelos, os pesquisadores conseguiram reduzir ao longo do tempo a evolução da composição química da Terra em comparação com outros blocos de construção planetários.

Kruttasch explica: "Um sistema de medição de tempo de alta precisão baseado no decaimento radioativo do manganês-53 foi usado para determinar a idade exata. Este isótopo estava presente no início do Sistema Solar e decaiu para cromo-53 com uma meia-vida de cerca de 3,8 milhões de anos."

Esse método permitiu determinar idades com uma precisão de menos de um milhão de anos para materiais com vários bilhões de anos. 

"Essas medições só foram possíveis porque a Universidade de Berna tem expertise e infraestrutura reconhecidas internacionalmente para a análise de materiais extraterrestres e é líder no campo da geoquímica de isótopos", afirma o coautor Klaus Mezger, professor emérito de geoquímica no Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Berna.

Vida na Terra graças a uma coincidência cósmica?

Utilizando cálculos de modelos , a equipe de pesquisa conseguiu demonstrar que a assinatura química da proto-Terra, ou seja, o padrão único de substâncias químicas que a compõem, já estava completa menos de três milhões de anos após a formação do Sistema Solar. Seu estudo, portanto, fornece dados empíricos sobre o tempo de formação do material original da jovem Terra.

"Nosso sistema solar se formou há cerca de 4,568 bilhões de anos. Considerando que levou apenas 3 milhões de anos para determinar as propriedades químicas da Terra, isso é surpreendentemente rápido", afirma o primeiro autor, Kruttasch.

Os resultados do estudo, portanto, corroboram a suposição de que uma colisão posterior com outro planeta — Theia — provocou a reviravolta decisiva e tornou a Terra um planeta propício à vida. Theia provavelmente se formou mais distante no sistema solar, onde substâncias voláteis, como a água, se acumularam.

"Graças aos nossos resultados, sabemos que a proto-Terra era inicialmente um planeta rochoso e seco. Portanto, pode-se presumir que foi apenas a colisão com Theia que trouxe elementos voláteis para a Terra e, por fim, tornou a vida possível lá", diz Kruttasch.

A compatibilidade da vida no universo não pode ser considerada garantida

O novo estudo contribui significativamente para nossa compreensão dos processos na fase inicial do sistema solar e fornece pistas sobre quando e como planetas nos quais a vida é possível podem se formar.

"A Terra não deve sua atual facilidade de vida a um desenvolvimento contínuo, mas provavelmente a um evento fortuito — o impacto tardio de um corpo estranho rico em água. Isso deixa claro que a facilidade de vida no universo está longe de ser uma questão natural", diz Mezger.

O próximo passo seria investigar o evento de colisão entre a proto-Terra e Theia com mais detalhes.

"Até o momento, este evento de colisão não é suficientemente compreendido. São necessários modelos que possam explicar completamente não apenas as propriedades físicas da Terra e da Lua, mas também sua composição química e assinaturas isotópicas", conclui Kruttasch.

Phys.org