Um estudo publicado na
Science Advances demonstra, graças a experiências realizadas em pressões e temperaturas muito elevadas no Instituto de Física do Globo de Paris (IPGP), que os elementos voláteis — elementos-chave para a habitabilidade — foram incorporados mais cedo do que se pensava, desde os primeiros estágios da formação da Terra.
Estes resultados questionam o cenário dominante segundo o qual estes elementos teriam sido majoritariamente adicionados posteriormente por um "acréscimo tardio" (late veneer) de meteoritos ricos em voláteis.
Formação da Terra / @IPGP. A teoria do acréscimo tardio posta em causa
Durante mais de cinquenta anos, o modelo dito do late veneer ("acréscimo tardio") ocupa um lugar central nas teorias de formação da Terra. Segundo esta hipótese, durante a diferenciação inicial do planeta — quando o núcleo metálico se separou do manto — os elementos com afinidade pelo ferro teriam sido quase totalmente arrastados para o centro. O manto teria, portanto, ficado fortemente empobrecido em elementos voláteis como o enxofre (S), o selénio (Se) e o telúrio (Te).
Para explicar as suas abundâncias atuais, teria sido necessário um aporte posterior de materiais extraterrestres, nomeadamente meteoritos carbonáceos, que vieram enriquecer a Terra após a formação do seu núcleo. Estas novas experiências mostram que este cenário deve ser profundamente reavaliado.
Reproduzir as condições extremas da Terra primitiva
Para testar diretamente esta hipótese, os investigadores reproduziram em laboratório as condições extremas que reinavam durante a formação do núcleo terrestre, comparáveis às de um oceano magmático profundo.
As experiências foram realizadas no IPGP utilizando uma célula de bigorna de diamante aquecida a laser. As análises nanométricas da distribuição dos elementos entre metal e silicato foram conduzidas no European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), em Grenoble.
Estes resultados baseiam-se agora em medições efetuadas nas condições realmente pertinentes para a formação do núcleo, e não mais em estimativas probabilísticas derivadas de experiências a pressão e temperatura mais baixas que sustentavam até agora a hipótese de um acréscimo tardio massivo.
Uma Terra rica em voláteis desde o seu crescimento
Os resultados mostram que, nestas condições realistas de formação do núcleo, o enxofre, o selénio e o telúrio são menos fortemente atraídos para o núcleo do que indicavam as experiências realizadas a pressão mais baixa. Por outras palavras, o manto terrestre poderia ter conservado uma fração significativa destes elementos desde a diferenciação inicial do planeta.
Os modelos provenientes destes novos dados indicam que o acréscimo tardio — se existiu — teria ficado limitado a cerca de 0,1 % da massa da Terra, ou seja, quatro a cinco vezes menos do que as estimativas clássicas.
Estes resultados sugerem, portanto, que o orçamento de elementos voláteis da Terra — e potencialmente uma parte importante da sua água — se estabeleceu principalmente durante a acreção inicial, durante o próprio crescimento do planeta, e não durante um episódio tardio maior.
Implicações para a origem da habitabilidade
Esta revisão do cenário de acreção terrestre modifica profundamente a nossa compreensão da origem dos elementos essenciais à vida. Se os voláteis foram incorporados progressivamente desde os primeiros estágios de formação planetária, isso significa que a habitabilidade de um planeta poderia depender mais da sua história de acreção precoce do que de um evento tardio excecional.
Os resultados abrem assim novas perspetivas sobre a formação dos planetas telúricos e a distribuição dos elementos voláteis no Sistema Solar.
Fonte: IPGP