Quando nosso Sol era uma estrela jovem, há 4,56 bilhões de anos, o que hoje é nosso Sistema Solar era apenas um disco de poeira rochosa e gás. Ao longo de dezenas de milhões de anos, pequenas partículas de poeira coalesciam, como uma bola de neve aumentando de tamanho, para formar “planetesimais” de tamanho quilométrico – os blocos de construção da Terra e dos outros planetas internos.
Pesquisadores têm se esforçado para entender os ambientes antigos nos quais esses planetesimais se formaram. Por exemplo, a água é agora abundante na Terra, mas sempre foi assim? Ou seja, os planetesimais que se agregaram para formar nosso planeta continham água?
Agora, um novo estudo combina dados de meteoritos com modelagem termodinâmica e conclui que os primeiros planetesimais do Sistema Solar interno devem ter se formado na presença de água, desafiando os modelos astrofísicos atuais sobre o início do Sistema Solar.
A pesquisa foi realizada no laboratório de Paul Asimow, Eleanor e John R. McMillan, professor de Geologia e Geoquímica, e foi publicada na revista Nature Astronomy.
Os pesquisadores possuem amostras dos primeiros anos do Sistema Solar na forma de meteoritos de ferro. Esses meteoritos são os remanescentes dos núcleos metálicos dos primeiros planetesimais do nosso Sistema Solar que evitaram ser incorporados em um planeta em formação e, em vez disso, orbitaram o Sistema Solar antes de finalmente caírem na Terra.
As composições químicas de meteoritos como esses podem revelar informações sobre os ambientes em que foram formados e responder a perguntas como: os blocos de construção da Terra se formaram longe do nosso Sol, onde temperaturas mais baixas permitiam a existência de gelo de água, ou se formaram mais perto do Sol, onde o calor teria evaporado qualquer água, resultando em planetesimais secos?
Se esta última hipótese for correta, a Terra teria se formado seca e adquirido sua água por outro método mais tarde em sua evolução.
Embora os meteoritos não contenham água atualmente, os cientistas podem deduzir que ela já esteve presente no passado, analisando o impacto que a água teve sobre outros elementos químicos.
A água é composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Na presença de outros elementos, a água frequentemente transfere seu átomo de oxigênio em um processo conhecido como oxidação. Por exemplo, o ferro metálico (Fe) reage com a água (H2O) formando óxido de ferro (FeO). Um excesso de água pode levar o processo adiante, produzindo Fe2O3 e FeO(OH), os componentes da ferrugem.
Marte, por exemplo, está coberto de óxido de ferro, fornecendo evidências sólidas de que o Planeta Vermelho já teve água.
Damanveer Grewal, ex-bolsista de pós-doutorado do Caltech e autor principal do novo estudo, é especialista em usar assinaturas químicas de meteoritos de ferro para obter informações sobre o início do Sistema Solar.
Embora qualquer óxido de ferro dos primeiros planetesimais já tenha desaparecido, a equipe conseguiu determinar quanto ferro teria sido oxidado examinando os conteúdos de níquel, cobalto e ferro metálico desses meteoritos. Esses três elementos deveriam estar presentes em proporções aproximadamente iguais em relação a outros materiais primitivos, então, se algum ferro estivesse “faltando”, isso indicaria que o ferro havia sido oxidado.
“Os meteoritos de ferro têm sido um pouco negligenciados pela comunidade de pesquisadores que examina a formação de planetas, mas constituem ricos depósitos de informações sobre o período mais antigo da história do Sistema Solar, uma vez que você aprende a interpretar os sinais”, diz Asimow. “A diferença entre o que medimos nos meteoritos do Sistema Solar interno e o que esperávamos implica uma atividade de oxigênio cerca de 10 mil vezes maior.”
Os pesquisadores descobriram que esses meteoritos de ferro, que se acredita serem originários do Sistema Solar interno, tinham aproximadamente a mesma quantidade de ferro metálico ausente que meteoritos derivados do Sistema Solar externo. Para que isso aconteça, os planetesimais de ambos os grupos de meteoritos devem ter se formado em uma parte do Sistema Solar onde a água estava presente, sugerindo que os blocos de construção dos planetas continham água desde o início.
As evidências de água nesses planetesimais desafiam muitos dos modelos astrofísicos atuais do Sistema Solar. Se os planetesimais se formaram na posição orbital atual da Terra, a água só teria existido se o Sistema Solar interno fosse muito mais frio do que os modelos atuais preveem. Alternativamente, eles podem ter se formado mais distantes, em uma região mais fria, e migrado para dentro.
“Se a água estava presente nos primeiros blocos de construção do nosso planeta, outros elementos importantes, como carbono e nitrogênio, provavelmente também estavam presentes”, afirma Grewal. “Os ingredientes para a vida podem ter estado presentes nas sementes dos planetas rochosos desde o início.”
“No entanto, o método só detecta água que foi utilizada na oxidação do ferro”, acrescenta Asimow. “Não é sensível ao excesso de água que poderia formar os oceanos. Portanto, as conclusões deste estudo são compatíveis com modelos de acreção da Terra que propõem a adição tardia de material ainda mais rico em água.”
O artigo foi publicado originalmente por Lori Dajose no California Institute of Technology.
