Desvendando as origens da Terra: isótopos de nitrogênio revelam segredos planetários

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doi.org/10.1038/s41467-024-48500-0
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#Isótopos 

Esta pesquisa destaca que tanto a volatilização por fusão precoce quanto o acréscimo tardio de materiais ricos em voláteis são essenciais para a compreensão da distribuição de nitrogênio na Terra de silicato. Esses insights abrem novos caminhos para a compreensão das origens dos voláteis na Terra.

Uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor Wang Wenzhong, da Universidade de Ciência e Tecnologia da Escola de Ciências da Terra e do Espaço da China, em parceria com especialistas internacionais, examinou como os isótopos de nitrogênio se fracionam durante a formação e evolução dos planetas terrestres.

Suas descobertas foram publicadas na Nature Communications.

Atualmente, a comunidade acadêmica mantém principalmente dois modelos relativos ao acúmulo de voláteis na Terra: o modelo “Late Veneer? e o modelo “Early Evolution”.

Como o azoto é um dos blocos de construção fundamentais da vida na Terra, um exame minucioso da sua história acumulativa e evolutiva tem um significado imenso na compreensão da origem dos elementos relacionados com a vida e na evolução da habitabilidade no nosso planeta.

Efeitos da fusão-volatilização planetesimal inicial e da acreção em estágio final em voláteis. Crédito: Wang et al.

Metodologia de Pesquisa

Os pesquisadores empregaram métodos de cálculo de primeiros princípios para aprofundar o mecanismo de fracionamento de isótopos de nitrogênio (14N e 15N) durante a condensação de materiais de nebulosas em embriões planetários.

O foco principal estava nos dois estágios de fusão-volatilização e diferenciação núcleo-manto.

Os investigadores descobriram que sob a condição em que o gás hidrogénio ainda não se tinha dissipado completamente na nebulosa solar inicial, a fusão-volatilização causou o enriquecimento de 14N nos embriões planetários, enquanto a diferenciação núcleo-manto levou ao enriquecimento de 15N na fusão de silicato.

Ao combinar cálculos de primeiros princípios e dados observacionais, os investigadores descobriram que a evolução dos primeiros embriões planetários por si só não pode explicar completamente a composição isotópica de azoto da Terra silicatada.

É necessário considerar a adição tardia de materiais ricos em voláteis (como condritos carbonáceos).

A abundância de nitrogênio da Terra de silicato é resultado tanto da evolução inicial quanto da acreção em estágio final, mas a contribuição da acreção em estágio final para a abundância de outros voláteis é limitada.

Esta pesquisa lança luz sobre o fato de que os dois estágios cruciais do início da fusão-volatilização do planetesimal e do acréscimo tardio de materiais ricos em voláteis determinam em conjunto a abundância de nitrogênio na Terra de silicato, oferecendo novas perspectivas sobre a compreensão da origem dos voláteis na Terra.


Publicado em 01/07/2024 00h20

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