Após a formação do Sistema Solar, levaram-se no máximo três milhões de anos para que a composição química do precursor da Terra fosse completada. Um novo estudo do Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Bern mostra isso. Nesse período, no entanto, quase não existiam elementos necessários à vida, como água ou compostos de carbono, no jovem planeta. Apenas uma colisão planetária posterior trouxe água à Terra, abrindo caminho para a vida.
A Terra é, até agora, o único planeta conhecido onde existe vida – com água líquida e uma atmosfera estável. No entanto, as condições não eram favoráveis 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 para a vida, como hidrogênio, carbono e enxofre. Contudo, na parte interna do Sistema Solar — a mais próxima do Sol, onde estão hoje os quatro planetas rochosos Mercúrio, Vênus, Terra e Marte e o cinturão de asteroides — esses elementos voláteis mal podiam existir: devido à alta temperatura do Sol, não se condensaram e permaneceram em grande parte na fase gasosa. Como essas substâncias gasosas não foram incorporadas aos materiais rochosos sólidos a partir dos quais os planetas foram formados, o precursor inicial da Terra, o chamado proto-Terra, também continha muito pouco dessas substâncias vitais. Apenas corpos celestes que se formaram mais longe do Sol, em regiões mais frias, foram capazes de incorporar esses componentes. Quando e como a Terra se tornou um planeta favorável à vida ainda não é totalmente compreendido.
Em um novo estudo, pesquisadores do Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Bern agora conseguiram mostrar pela primeira vez que a composição química da Terra primitiva foi completada no máximo três milhões de anos após a formação do Sistema Solar — e de uma maneira que inicialmente tornava a emergência da vida impossível. Seus resultados, recentemente publicados na revista Science Advances, sugerem que a vida na Terra só se tornou viável devido a um evento posterior. Dr. Pascal Kruttasch é o autor principal do estudo, que fez parte de sua dissertação no Instituto de Ciências Geológicas e foi financiado pela Fundação Suíça de Ciência Nacional. Kruttasch agora é um bolsista da Mobilidade de Pós-Doutorado da SNSF no Imperial College de Londres.
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. Usando cálculos de modelo, os pesquisadores puderam determinar com precisão como a composição química da Terra se desenvolveu em comparação com outros blocos de construção planetários.
Kruttasch explica: “Um sistema de medição de tempo de alta precisão baseado na desintegração radioativa do manganês-53 foi usado para determinar a idade precisa. Este isótopo estava presente no início do Sistema Solar e se desintegrou em cromo-53 com uma meia-vida de cerca de 3,8 milhões de anos.” Esse método permitiu que idades fossem determinadas com uma precisão de menos de um milhão de anos para materiais que têm bilhões de anos. “Essas medições foram possíveis apenas porque a Universidade de Bern possui uma expertise e infraestrutura reconhecidas internacionalmente para a análise de materiais extraterrestres e é uma líder na área da geoquímica de isótopos,” diz o coautor Klaus Mezger, Professor Emérito de Geoquímica no Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Bern.
Vida na Terra graças a uma coincidência cósmica?
Usando cálculos de modelo, a equipe de pesquisa conseguiu demonstrar que a assinatura química do proto-Terra, ou seja, o padrão único de substâncias químicas de que é composta, 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 milhões de anos. Considerando que levou até 3 milhões de anos para determinar as propriedades químicas da Terra, isso é surpreendentemente rápido,” diz o autor principal Kruttasch.
Os resultados do estudo apoiam, assim, a suposição de que uma colisão posterior com outro planeta — Theia — trouxe a mudança decisiva e tornou a Terra um planeta favorável à vida. Theia provavelmente se formou mais longe no Sistema Solar, onde substâncias voláteis, como água, se acumularam. “Graças aos nossos resultados, sabemos que o proto-Terra era inicialmente um planeta rochoso seco. Pode-se supor, portanto, que foi apenas a colisão com Theia que trouxe elementos voláteis à Terra e, consequentemente, tornou a vida possível lá,” afirma Kruttasch.
A habitabilidade no universo não pode ser considerada garantida
O novo estudo contribui significativamente para a nossa compreensão dos processos na fase inicial do Sistema Solar e fornece pistas sobre quando e como os planetas onde a vida é possível podem se formar. “A Terra não deve sua atual habitabilidade a um desenvolvimento contínuo, mas provavelmente a um evento acidental — o impacto tardio de um corpo externo rico em água. Isso deixa claro que a habitabilidade no universo é longe de ser uma certeza”, conclui Mezger.
O próximo passo seria investigar o evento de colisão entre o proto-Terra e Theia com mais detalhes. “Até agora, esse evento de colisão é insuficientemente compreendido. Modelos são necessários que possam explicar plenamente não apenas as propriedades físicas da Terra e da Lua, mas também sua composição química e assinaturas isotópicas,” conclui Kruttasch.
