A Terra: o único planeta conhecido com vida

A Terra é, até agora, o único planeta conhecido onde existe vida – com água líquida e uma atmosfera estável. No entanto, as condições não eram propícias para a vida quando se formou. A nuvem de gás e poeira da qual todos os planetas do Sistema Solar se formaram era rica em elementos voláteis essenciais para a vida, como hidrogênio, carbono e enxofre. Contudo, na parte interna do Sistema Solar – a região mais próxima do Sol, onde hoje estão os quatro planetas rochosos Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, além do cinturão de asteroides – esses elementos voláteis mal podiam existir: devido à alta temperatura do Sol, eles não se condensaram e permaneceram em grande parte na fase gasosa. Como essas substâncias gasosas não foram incorporadas nos materiais rochosos sólidos dos quais os planetas se formaram, o precursor inicial da Terra, chamado proto-Terra, também continha muito pouco desses substâncias vitais. Apenas corpos celestes que se formaram mais longe do Sol, em regiões mais frias, conseguiram incorporar esses componentes. Quando e como a Terra se tornou um planeta favorável à vida ainda não é completamente compreendido.

Estudo revela a composição química da Terra primordial

Em um novo estudo, pesquisadores do Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Bern conseguiram mostrar pela primeira vez que a composição química da Terra primitiva estava completa no máximo três milhões de anos após a formação do Sistema Solar – e de uma forma que inicialmente tornava a emergência da vida impossível. Seus resultados, publicados recentemente na revista Science Advances, sugerem que a vida na Terra só foi possível por um evento posterior. Dr. Pascal Kruttasch é o autor principal do estudo, que fez parte de sua dissertação no Instituto de Ciências Geológicas e foi financiado pela Fundação Nacional de Ciência da Suíça. Kruttasch é agora um bolsista de mobilidade do SNSF no Imperial College London.

Utilizando um relógio preciso para medir a história da formação da Terra

A equipe de pesquisa usou uma combinação de dados de isótopos e elementos de meteoritos e rochas terrestres para reconstruir o processo de formação da Terra. Através de cálculos de modelo, os pesquisadores conseguiram restringir temporalmente como a composição química da Terra se desenvolveu em comparação com outros blocos de construção planetários.

Kruttasch explica: “Um sistema de medição de tempo de alta precisão baseado no decaimento radioativo do manganês-53 foi utilizado para determinar a idade precisa. Este isótopo estava presente no início do Sistema Solar e decaiu para cromo-53 com uma meia-vida de cerca de 3,8 milhões de anos.” Esse método permitiu determinar idades com uma precisão de menos de um milhão de anos para materiais que têm bilhões de anos. “Essas medições só foram possíveis porque a Universidade de Bern possui expertise e infraestrutura reconhecidas internacionalmente para a análise de materiais extraterrestres e é líder no campo da geoquímica isotópica,” diz o coautor Klaus Mezger, Professor Emérito de Geoquímica no Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Bern.

A vida na Terra graças a uma coincidência cósmica?

Utilizando cálculos de modelo, a equipe de pesquisa conseguiu mostrar que a assinatura química da proto-Terra, ou seja, o padrão único de substâncias químicas que a compõem, já estava completa em menos de três milhões de anos após a formação do Sistema Solar. Seu estudo fornece, portanto, dados empíricos sobre o tempo de formação do material original da jovem Terra. “Nosso Sistema Solar se formou há cerca de 4,568 milhões de anos. Considerando que levou apenas até 3 milhões de anos para determinar as propriedades químicas da Terra, isso é surpreendentemente rápido,” diz o autor principal Kruttasch.

Os resultados do estudo apoiam a suposição de que uma colisão posterior com outro planeta – Theia – trouxe a virada decisiva e tornou a Terra um planeta favorável à vida. Theia provavelmente se formou mais longe no Sistema Solar, onde substâncias voláteis, como a água, se acumularam. “Graças aos nossos resultados, sabemos que a proto-Terra era inicialmente um planeta rochoso seco. Pode-se, portanto, supor que foi apenas a colisão com Theia que trouxe elementos voláteis à Terra e, em última análise, possibilitou a vida lá,” diz Kruttasch.

A habitabilidade no universo não pode ser considerada garantida

O novo estudo contribui significativamente para a nossa compreensão dos processos na fase inicial do Sistema Solar e fornece pistas sobre quando e como planetas nos quais a vida é possível podem se formar. “A Terra não deve sua atual habitabilidade a um desenvolvimento contínuo, mas provavelmente a um evento acidental – o impacto tardio de um corpo externo rico em água. Isso deixa claro que a favorabilidade à vida no universo é tudo, menos uma questão garantida,” afirma Mezger.

A próxima etapa seria investigar o evento de colisão entre a proto-Terra e Theia com mais detalhes. “Até agora, esse evento de colisão não é suficientemente compreendido. Modelos são necessários que possam explicar completamente não apenas as propriedades físicas da Terra e da Lua, mas também sua composição química e assinaturas isotópicas,” conclui Kruttasch.