A vida na Terra surgiu após uma colisão cósmica.

Um estudo publicado na última edição da revista Nature Geoscience mostra que a abundância de voláteis em manto da Terra poderia ser explicado por uma colisão, que ocorreu após 100 milhões de anos após a formação do sistema solar, incluindo a Terra e um planeta como Mercúrio. O impacto teria permitido que os dois núcleos e duas capas para mesclar.

http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2801.html#affil-auth

Todo o carbono na Terra poderia ter vindo de uma colisão que ocorreu cerca de 4,4 bilhões de anos atrás entre o nosso planeta e um objeto semelhante ao planeta Mercúrio . Este é o resultado de um estudo realizado por uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade Rice, e publicado na última edição da revista Nature Geoscience .

A investigação decorre de uma questão que se debate por um longo tempo no campo da geologia: como se desenvolveu a vida na Terra, se considerarmos que é baseada em carbono e que este elemento deveria ter evaporado nas fases iniciais da vida no planeta, ou ficar bloqueadas em seu núcleo?

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A relação entre os elementos voláteis no manto da Terra sugere que o carbono em nosso planeta vem de uma colisão com um planeta similar a Mercúrio cerca de 100 milhões de anos após a formação da Terra. Na imagem, uma representação artística do impacto.Crédito: NASA / JPL-Caltech

“O desafio é explicar a origem de elementos voláteis, tais como o carbono, que permanecem fora do núcleo, na região chamada manto”, disse Rajdeep Dasgupta , um pesquisador da Universidade Rice e co-autor do artigo. O laboratório Dasgupta especializada em recriar as condições de alta pressão e alta temperatura que são criados nas camadas mais profundas de planetas rochosos. As rochas são comprimidas, simulando as condições presentes a cerca de 400 km de profundidade na Terra, ou no limite entre o núcleo e o manto de planetas menores, como Mercúrio.

O núcleo da Terra consiste principalmente de ferro e responde por cerca de um terço de sua massa. O revestimento, feitos de silicatos, ocupa os outros dois terços e estende-se por mais de 2500 km de profundidade. A crosta e atmosfera da Terra é tão fina quanto a representar menos de um por cento da massa do planeta. Se a quantidade inicial de carbono foi dispersa no espaço ou ficou presa no núcleo, de onde vem o que nós observamos hoje no manto e na biosfera?

“Uma resposta comum a esta pergunta é que os elementos voláteis, tais como carbono, enxofre, azoto e hidrogênio foram adicionados após o núcleo da Terra tenha completado a sua formação”, diz Yuan Li , pesquisador do Instituto Guangzhou de Geoquímica na China e o primeiro autor do estudo. “Cada um desses elementos, se eles tivessem chegado à Terra através de meteoritos e cometas mais de 100 milhões de anos após a formação do sistema solar, poderia ter evitado o intenso calor do magma que cobria a Terra até agora. O único problema é que, se por um lado esta teoria é capaz de explicar a abundância de elementos voláteis, não há meteoritos que podem reproduzir a razão observada no nosso planeta entre estes elementos e silicatos “.

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Representação esquemática da fusão da Terra com um planeta como Mercúrio. Os planetas embrionários podem ter desenvolvido núcleos com enxofre rica em silício e camadas exteriores ricas em carbono. Se a Terra tivesse fundido com um planeta deste tipo nos primeiros estágios de sua vida, então poderíamos explicar as origens das abundâncias observadas de carbono e enxofre. Créditos: Rajdeep Dasgupta

No final de 2013, a equipe decidiu enfrentar o problema a partir de um ponto de vista diferente, tentando medir a quantidade de enxofre ou de silício que podem alterar a afinidade de ferro com carbono. A ideia nasce a partir do estudo da Terra, mas também de outros planetas rochosos em nossa vizinhança.

“Nós tentamos afastar-se da composição clássica do núcleo, que inclui ferro, níquel e carbono, e nós começamos a explorar as ligas ricas em enxofre e silício,” diz Dargupta. “A escolha recaiu sobre estes itens, pois acredita-se que o núcleo  de Marte é rico em enxofre, enquanto o produto Mercurio pode conter silício.”

Experimentos têm mostrado que, se o núcleo era rico em silício e enxofre, o carbono poderia ser totalmente excluído do núcleo, e permanecem confinados no manto. A equipe mapeou as concentrações de carbono que resultariam de vários níveis de enriquecimento de enxofre e silício, e os pesquisadores foram capazes de comparar as concentrações de manto volátil fornecidos com os observados.

“Um cenário pode prever a proporção de carbono e enxofre e a abundância de carbono é que um planeta embrionário semelhante a Mercúrio, que já tinha formado um núcleo rico de silício e que colidiu com a Terra e que foi ingerido “diz Dasgupta. “Uma vez que é um corpo maciço, o impacto teria derretido juntos os dois núcleos planetários, misturando os dois mantos e enriquecendo de carbono  o manto da Terra.”

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