A água pode ser um resultado inevitável do processo que forma planetas rochosos
Uma nova pesquisa identifica uma fonte inesperada para parte da água da Terra.
( Mark Robinson )- Grande parte da água da Terra é de origem asteroidal, mas parte dela pode vir do gás dissolvido da nebulosa solar.
- Nosso planeta esconde a maior parte de sua água dentro: dois oceanos no manto e 4–5 no núcleo.
- Novo motivo para suspeitar que a água é abundante em todo o universo.
Os cientistas estão intrigados há algum tempo sobre como a Terra adquiriu água pela primeira vez. Alguns teorizaram que ela chegou no gelo cometário, ou possivelmente a bordo de asteróides que caíram na superfície do planeta.
'Mas há outra maneira de pensar sobre as fontes de água nos dias de formação do sistema solar', diz Steven Desch, da Universidade do Estado do Arizona, membro da equipe de geocientistas liderada por Peter Buseck, professor da Escola de Exploração Espacial da ASU. 'Como a água é hidrogênio mais oxigênio, e o oxigênio é abundante, qualquer fonte de hidrogênio poderia ter servido como origem da água da Terra.'
Em um artigo publicado dentro Journal of Geophysical Research , os pesquisadores sugerem que o H em nosso H inicialdois0 pode ter vindo do centro rochoso do próprio planeta, deixado lá durante sua formação. Nesse caso, pode ser um indicativo do que acontece em outros planetas rochosos do nosso sistema solar.
Hidrogênio pesado
Fonte da imagem: Gritsalak Blacklak / Shutterstock
O principal autor do artigo, Jun Wu, disse EQUIPAMENTO , 'A nebulosa solar recebeu a menor atenção entre as teorias existentes, embora fosse o reservatório predominante de hidrogênio em nosso sistema solar inicial.'
A Terra tem três áreas principais de água, a mais visível das quais é o oceano. Existem mais dois 'oceanos', no entanto, sob o solo dissolvido no manto. Embora ambos retenham o líquido, a água acima e abaixo do solo não é exatamente a mesma. Tem a ver com a presença de hidrogênio pesado.
Embora, de longe, a maioria dos átomos de hidrogênio tenha um núcleo contendo um único próton, o núcleo de cerca de 1 em 7.000 átomos de hidrogênio também tem um nêutron. Esses isótopos - exceções à norma de próton único - são considerados átomos de hidrogênio 'pesados', ou deutério, abreviado como 'D'.
Os cientistas podem determinar a fonte do hidrogênio determinando sua proporção de átomos D para A, ou sua proporção D / H. O hidrogênio na água dos cometas tem uma razão D / H variando de 150 ppm (partes por milhão) a 300 ppm. A água dos asteróides chega a cerca de 140 ppm. A razão D / H nas profundezas da Terra que vem das nebulosas solares é de míseros 21 ppm.
A maior parte da água do oceano tem cerca de 150 ppm, sugerindo que grande parte dela é de origem asteroidal e, de fato, essa é a suposição corrente. Mas Wu sugere que o hidrogênio da Terra mudou desde que chegou aqui, e que 'isso significa que não devemos ignorar o gás dissolvido da nebulosa solar'.
Hidrogênio no núcleo, deutério no manto
A mudança a que Wu se refere é o que aconteceu com o hidrogênio mais antigo da Terra. Sua equipe estudou a provável história do planeta conforme ele colidiu e coletou materiais cósmicos para se expandir de um 'embrião planetário' do tamanho de uma lua a Marte até a forma em que o encontramos.
A equipe de Wu afirma que o ferro em nosso embrião planetário derreteu e afundou para se tornar o núcleo da Terra. Ao fazê-lo, puxou o hidrogênio asteroidal com ele. A energia de colisões cósmicas posteriores criou um oceano de magma na superfície, e o ferro de lá também puxou o hidrogênio, desta vez das nebulosas solares, para fora da atmosfera primitiva e afundou. Por fim, a Terra colidiu com outros embriões planetários e, a cada vez, um processo semelhante se repetiu. E todo esse hidrogênio desceu até o núcleo da Terra.
Ao mesmo tempo, o deutério, que não é tão atraído pelo ferro, foi deixado para trás no magma, no manto e na atmosfera. O resultado líquido é que há uma razão D / H mais baixa no núcleo do que em outros lugares, e é onde está o hidrogênio das nebulosas cósmicas. Provavelmente tinha uma proporção muito maior quando chegou aqui.
“Esses processos não apenas entregaram incontáveis átomos de hidrogênio do manto ao núcleo”, diz a pesquisa, “mas também geraram uma diferença apreciável na composição isotópica do hidrogênio. . . entre o manto e o núcleo. ' É essa dissonância nas relações D / H que torna a crença atual no hidrogênio asteroidal sozinho como fonte de nossa água talvez uma explicação muito simples.
Água, água, em toda parte
Jurik Peter / Shutterstock
Desch diz: 'Calculamos quanto hidrogênio dissolvido nos mantos desses corpos poderia ter acabado em seus núcleos. Em seguida, comparamos isso com medições recentes da razão D / H em amostras do manto profundo da Terra. ' Seus cálculos revelaram que, Wu explica, 'Nosso planeta esconde a maior parte de seu hidrogênio dentro, com aproximadamente dois oceanos globais' valendo no manto, quatro a cinco no núcleo e, claro, um oceano global na superfície. '
“O resultado final é que a Terra provavelmente se formou com sete ou oito oceanos globais de hidrogênio”, conclui Desch. “A maior parte disso realmente veio de fontes asteroidais. Mas alguns décimos do valor de um oceano de hidrogênio vieram do gás da nebulosa solar. Aparentemente, cerca de 1 em 100 das moléculas de água que temos na Terra hoje veio de nebulosas solares de hidrogênio.
Uma conclusão particularmente provocativa que o artigo tira é que a produção de água pode ser um resultado inevitável do processo que forma planetas rochosos como o nosso. Como diz o artigo, 'Esses resultados sugerem a formação inevitável de água em planetas rochosos suficientemente grandes em sistemas extra-solares.' Pode haver água em todo o universo.
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