A água que a Terra possui pode ter estado aqui desde que o planeta se formou, e não foi entregue mais tarde por colisões com cometas gelados, segundo um novo estudo.

A representação de um artista do impacto gigante de Theia justaposto com a Terra e a Lua como são hoje. Crédito da imagem: Adam Connell/LLNL

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A pesquisa analisou rochas lunares trazidas à Terra pelo programa Apollo e pode lançar luz sobre os primeiros dias do nosso planeta. Embora mais de 70% da superfície da Terra seja coberta por água, em geral nosso planeta é relativamente pobre em água e outras moléculas voláteis em comparação com a maioria dos outros corpos do sistema solar, disse o autor principal do estudo, Lars Borg, cientista planetário do Lawrence Livermore National Laboratory em Livermore, Califórnia.

Os cientistas há muito debatem como a Terra passou a possuir a água que possui. Dois cenários principais prevalecem, e ambos envolvem impactos cósmicos antigos, o mais notório dos quais viu a proto-Terra colidir com uma rocha do tamanho de Marte apelidada de Theia que ajudou a formar a lua, disse Borg.

No primeiro cenário, "a Terra nasce seca e herda sua água através da adição de material de corpos ricos em água, como cometas e meteoritos primitivos", disse Borg. “No segundo cenário, a Terra se forma com abundância de elementos voláteis semelhantes ao sistema solar médio, mas perde a maioria deles durante o impacto gigante que formou a lua”.

Para ajudar a resolver esse mistério, os cientistas analisaram rochas da lua coletadas durante as missões Apollo. Os pesquisadores se concentraram nos níveis de rubídio-87, que é volátil e radioativo, e estrôncio-87, o produto estável de seu decaimento radioativo.

Os pesquisadores descobriram que os níveis de estrôncio-87 eram relativamente baixos nas rochas lunares que se cristalizaram há cerca de 4,35 bilhões de anos, sugerindo que os níveis de rubídio-87 e outros voláteis eram igualmente baixos na Terra e na Lua quando se formaram. Mas essa conclusão contradiz as duas principais teorias sobre como a Terra obteve sua água.

"Nosso trabalho sugere que a Terra e a Lua se formaram com aproximadamente a mesma quantidade de elementos voláteis que têm hoje", disse Borg. “Isso não significa que nenhuma água foi adicionada à Terra por cometas e meteoritos, mas simplesmente que a maior parte da água foi herdada dos materiais que a Terra e a Lua se formaram”.

Essas descobertas sugerem que tanto Theia quanto a proto-Terra estavam fortemente esgotadas em compostos voláteis antes da colisão maciça. Isso, por sua vez, sugere que ambos os corpos se formaram no sistema solar interno relativamente tarde na história do sistema solar, após 4,45 bilhões de anos atrás, quando o calor do jovem sol teria queimado muitos dos voláteis desses corpos, disseram os pesquisadores.

Essas descobertas também podem ajudar a explicar outros mistérios sobre a origem da Terra e da Lua. “Isso inclui explicar a observação desconcertante de que a Terra e a Lua têm composições isotópicas semelhantes de oxigênio, cromo e titânio, quando a maioria dos modelos de formação prevê que devem ser diferentes”, disse Borg.

No futuro, essas novas descobertas podem ajudar os pesquisadores a modelar melhor o impacto gigante que ajudou a criar a Terra e a Lua. Por exemplo, saber que tanto Theia quanto a proto-Terra vieram do sistema solar interno “pode colocar algumas restrições adicionais nas velocidades relativas desses corpos”, disse Borg.

Mais informações: 

Lars E. Borg et al, A origem dos elementos voláteis no sistema Terra-Lua, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2115726119

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Referência:

CHOI, Charles Q. How did Earth get its water? Moon rocks suggest it might have been here all along. Space, 16, fev. 2022. Disponível em: <https://www.space.com/earth-water-origins-studied-moon-rocks>. Acesso em: 17, fev. 2022.