4,5 bilhões de anos atrás, quando o Sistema Solar ainda estava se formando, as partículas do vento solar do nosso Sol provavelmente ficaram presas no núcleo da Terra quando ela se formou a partir de escombros espaciais.
Essa é a conclusão que os cientistas tiraram depois de analisar um meteorito de ferro e encontrar um excesso de gases nobres com taxas de isótopos consistentes com o vento solar. Como os meteoritos de ferro são considerados análogos à formação do núcleo planetário, isso sugere que abundâncias semelhantes deveriam ter sido incluídas no núcleo da Terra.
O meteorito, batizado de Washington County pelo lugar em que foi encontrado em 1927, é raro. De todas as rochas espaciais que caem na Terra, cerca de 5% das que recuperamos são feitas de ferro.
Com base em nossa compreensão da formação de planetas, esses meteoritos de ferro são interpretados como núcleos de planetas falidos.
Pensa-se que os planetas se formam quando suas estrelas são muito jovens – possivelmente ao mesmo tempo em que a estrela ainda está se formando – e são orbitados por uma espessa nuvem rodopiante de poeira e gás. A poeira e as pedras nesta nuvem começam a colidir e grudar: primeiro eletrostaticamente, depois gravitacionalmente, conforme o objeto fica mais massivo e pode atrair mais material. Esses objetos são basicamente “sementes” de planetas, ou planetesimais.
Conforme os planetesimais crescem, eles se tornam quentes e um pouco derretidos, permitindo que o material se mova. A diferenciação central é o processo pelo qual o material mais denso afunda para dentro em direção ao centro do objeto, enquanto o material menos denso sobe para fora.
Nem tudo que começa a se tornar um planeta realmente chega. Acredita-se que asteróides sejam os restos de planetesimais que foram interrompidos e fragmentados antes de atingirem o crescimento total do planeta; e meteoritos de ferro são considerados fragmentos de núcleos planetesimais diferenciados.
Por esse motivo, os cientistas planetários estudam meteoritos de ferro para entender melhor a formação de nosso próprio planeta, que possui um denso núcleo de ferro. E o meteorito de ferro do condado de Washington é conhecido há algum tempo por ser especial.
Os cientistas descobriram pela primeira vez que parecia conter isótopos incomuns dos gases nobres hélio e néon na década de 1960, e os pesquisadores ficaram intrigados com isso desde então.
Inicialmente, pensava-se que os gases eram de origem cosmogênica – isto é, gerados por interações com raios cósmicos galácticos aos quais o meteoróide de ferro foi exposto durante bilhões de anos no espaço.
Então, na década de 1980, os astrônomos descobriram que as proporções eram mais consistentes com as proporções dos isótopos do vento solar. Agora, uma equipe liderada pelo cosmoquímico Manfred Vogt, da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, confirmou isso.
Usando espectrometria de massa de gás nobre, eles identificaram positivamente que algumas das razões de isótopos de néon e hélio encontradas no meteorito do condado de Washington são muito mais consistentes com um vento solar do que com uma origem cosmogênica.
“As medições tinham que ser extraordinariamente precisas e precisas para diferenciar as assinaturas solares dos gases nobres cosmogênicos dominantes e da contaminação atmosférica”, explicou Vogt.
Extrapolando o meteorito para núcleos planetários, a equipe concluiu que era possível que partículas de vento solar semelhantes tivessem sido capturadas pelo núcleo em formação da Terra e dissolvido no metal líquido. Curiosamente, as evidências observacionais apóiam essa conclusão.
Isótopos solares de hélio e neon também podem ser encontrados na rocha ígnea das ilhas oceânicas. Pelo menos alguns desses basaltos oceânicos são originados de plumas profundas do manto que se acredita se estenderem até a fronteira núcleo-manto, cerca de 2.900 quilômetros (1.800 milhas) de profundidade.
Uma vez que os isótopos solares não são encontrados em rocha vulcânica proveniente de materiais mais rasos, isso sugere que os isótopos estão sendo obtidos nas profundezas da Terra, disseram os pesquisadores.
“Sempre nos perguntamos por que essas assinaturas de gás diferentes poderiam existir em um manto de convecção lenta, embora constante”, explicou o cosmoquímico Mario Trieloff, da Universidade de Heidelberg.
De acordo com os cálculos da equipe, a abundância observada no manto de isótopos de néon solar e hélio não exigiria grandes quantidades de material semelhante ao meteorito do condado de Washington. Se apenas 1 a 2 por cento do núcleo tivesse uma composição semelhante, isso poderia explicar o que Trieloff e sua equipe observaram.
Dado o quão turbulentas teriam sido as condições durante a formação do Sistema Solar, e quão selvagem o Sol, talvez não seja surpreendente que as partículas solares se misturassem em tudo.
Mas o fato de que essas partículas podem estar vazando do núcleo para o manto é surpreendente e sugere que podemos precisar fatorar um núcleo com vazamento em pesquisas e modelagens futuras, disseram os pesquisadores.
“Para o nosso planeta, isso pode oferecer uma nova solução para os problemas associados à manutenção de diferentes regimes de manto com assinaturas de gases nobres distintas, através do fluxo de reservatórios individuais do núcleo subjacente”, escreveram eles em seu artigo.
“Ao mesmo tempo, isso implicaria em um papel ativo considerável – anteriormente negligenciado – do núcleo da Terra na geoquímica do manto e na geodinâmica volátil, que deve ser integrado em estudos futuros.”
Publicado em 18/05/2021 23h10
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