Como a Terra conseguiu sua água?

Recentemente, planetologistas da Universidade de Münster, na Alemanha, propuseram que a água realmente chegou à Terra exatamente na mesma época em que a Lua foi criada, com o impacto de Theia há mais de 4 bilhões de anos.

Antes desta hipótese sobre a água de Theia, muitos cientistas pensaram que a água foi trazida para a Terra por meteoritos aquosos do sistema solar externo.

Agora, uma equipe internacional de pesquisadores acha que eles têm fortes evidências para essa teoria dos meteoritos.

Eles afirmam ter encontrado uma família de cometas, chamados de cometas hiperativos, que contêm água semelhante à água que temos na Terra e pensam que devem ter sido esses cometas que trouxeram H2O para o nosso planeta.

Os pesquisadores rastrearam a origem da água terrestre observando a proporção de isótopos no líquido.

Quando um cometa se aproxima do Sol, seu gelo se transforma instantaneamente em vapor de água e esse vapor pode ser analisado remotamente com observatórios aéreos.

Um cometa chamado 46P / Wirtanen se aproximou da Terra em dezembro de 2018 e foi analisado usando o observatório aerotransportado da SOFIA que foi colocado em uma aeronave da Boeing.

Descobriu-se que ele tem razões isotópicas semelhantes à da água terrestre, levando o pesquisador a acreditar que os cometas hiperativos, assim como o 46P / Wirtanen, foram responsáveis ​​por levar água para a Terra.

 

Quando o sistema solar se formou há cerca de 4,6 bilhões de anos, fragmentos de minerais ricos em cálcio e alumínio se aglutinavam, construindo pedras e pedregulhos cada vez maiores que esmagavam e reuniam os planetas rochosos, incluindo a Terra.

Mas o ingrediente de assinatura da Terra estava longe de ser encontrado. O calor do sol jovem vaporizou qualquer gelo que ousasse aproximar-se dos planetas interiores. A gravidade relativamente fraca da Terra não conseguia agarrar o vapor de água ou qualquer outro gás. E, no entanto, hoje, a Terra é um planeta que funciona com H2O.

A água regula o clima, molda e reformula a paisagem e é essencial à vida. No nascimento, os seres humanos têm cerca de 78% de água – basicamente um saco de material úmido.

Para obter água, a Terra precisava de ajuda de algum outro lugar 

Pesquisadores descobriram recentemente vestígios do kit de iniciação aquática da Terra, trancados em vários meteoritos, pedaços de rocha que caíram na superfície do planeta. Esses meteoritos foram um presente do Vesta, o segundo maior corpo no cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter. Acredita-se que o Vesta tenha se formado antes da Terra, cerca de 8 milhões a 20 milhões de anos após o início do sistema solar. (A Terra precisava de 30 milhões a 100 milhões de anos para se recompor.)

Muito antes de os planetas rochosos se formarem, sugerem pesquisas recentes, os asteróides infundidos com gelo foram forjados para além de Júpiter e subsequentemente invadiram o sistema solar interno. Essas rochas espaciais forneceram água para Vesta e para a Terra depois de serem lançadas em nosso planeta pela gravidade de Júpiter e Saturno. Se os planetas gigantes foram uma ajuda ou um obstáculo, ninguém sabe. Mas se o que aconteceu aqui pode acontecer em qualquer lugar, então a água pode ser predominante em outros mundos, dando à vida uma boa chance de prosperar em toda a galáxia.

Cometas vs. Asteroides 

Durante décadas, pesquisadores debateram se cometas ou asteróides liberavam a água da Terra. À primeira vista, os cometas pareciam uma fonte provável. Originando além da órbita de Netuno, os cometas são as unidades de armazenamento de congelamento profundo do sistema solar. Eles seguram um monte de gelo que foi trancado dentro de seus interiores desde a formação do sistema solar. Alguns cometas são ocasionalmente jogados para dentro após uma aproximação com um planeta ou uma estrela que passa. Faz sentido que, durante o caos do início do sistema solar, a Terra tivesse sido atingida por cometas, trazendo muita água para encher os oceanos.

Nos últimos anos, no entanto, a hipótese do cometa perdeu o favor. “Parece que os cometas estão bem fora”, diz o cosmochemista Conel Alexander, do Carnegie Institution for Science, em Washington, DC. A maior parte da água do cometa testada até agora não combina com a dos oceanos da Terra. Além disso, é incrivelmente difícil trazer um cometa para a Terra, muito menos uma grande quantidade deles. “Isso não deveria mais fazer parte da discussão”, diz ele.

Parte do problema está em uma sutil diferença química entre a água na Terra e a água na maioria dos cometas. A água é uma molécula simples que se assemelha a um par de orelhas de Mickey Mouse: dois átomos de hidrogênio pegam um único átomo de oxigênio. Mas às vezes o deutério, uma versão um pouco mais pesada de hidrogênio, entra na mistura. O núcleo de um átomo de deutério contém um próton e um nêutron; no hidrogênio, o próton fica sozinho. Na Terra, apenas cerca de 156 em cada 1 milhão de moléculas de água contêm deutério.

Pesquisadores há muito tempo usaram a quantidade relativa de deutério em comparação com o hidrogênio – conhecido como relação D/H – para rastrear a água até o local de origem. Em temperaturas mais frias, o deutério começa a aparecer mais frequentemente no gelo. Assim, os corpos que se formaram nos remansos frígidos do sistema solar, como os cometas, deveriam ser enriquecidos em deutério, enquanto o vapor de água que girava ao redor da Terra infantil deveria ter pouco ou nenhum.

A maioria dos cometas parece seguir essa lógica; sua relação D/H é tipicamente cerca do dobro do que foi medido na Terra.

Dois cometas, no entanto, jogaram uma bola curva em cientistas que tinham contado cometas como a fonte da água da Terra. Em 2010, os pesquisadores usaram o telescópio espacial Herschel para medir a relação D / H do cometa 103P / Hartley 2. Eles relataram que a água do 103P quase igualou a encontrada na Terra. Observações do cometa 45P / Honda-Mrkos-Pajdušáková três anos depois também encontraram taxas D / H anormalmente baixas. De repente, um, possivelmente dois, cometas carregavam água semelhante à da Terra.

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