Resumo:
Há cerca de 4,5 mil milhões de anos, a Terra e Marte nasceram juntos a partir de nuvens de gás e poeira que orbitavam o jovem Sol. No entanto, um novo estudo mostra que, embora os dois planetas vizinhos tenham se formado no mesmo sistema solar, podem ter experimentado processos de crescimento completamente diferentes.
Este estudo liderado por uma equipa de investigação da Universidade de Copenhaga, na Dinamarca, propôs que a Terra e Marte não foram formados através da mesma proporção de mecanismos de acumulação de materiais, mas dependeram de diferentes "receitas de matérias-primas" durante o processo de crescimento do planeta. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature Astronomy.
Anders Johansen, um dos líderes do estudo e professor do Instituto de Estudos Globais da Universidade de Copenhague, disse que a descoberta mais surpreendente é que a Terra e Marte parecem ter adotado diferentes modos de formação. Intuitivamente, dois planetas formados no mesmo sistema solar e em regiões adjacentes deveriam ter histórias de crescimento mais semelhantes.
Atualmente, a comunidade científica planetária geralmente acredita que os planetas rochosos são formados principalmente de duas maneiras. Um deles é um processo denominado “colisão de corpos planetários”, no qual grandes objetos rochosos continuam a colidir e se fundir; a outra é a “acreção de seixos”, na qual objetos maiores continuam a capturar um grande número de partículas menores e a crescer gradualmente. Muitos estudos acreditam que a situação real pode ser o resultado de uma combinação de dois mecanismos.
Novas pesquisas apoiam este modelo híbrido, mas sugerem que a Terra e Marte dependem de forma significativamente diferente dos dois mecanismos.
Wang Haiyang, o primeiro autor do estudo e professor assistente da Universidade de Copenhague, disse que os resultados da pesquisa mostram que pelo menos 75% da massa da Terra vem de dois protoplanetas jovens, e esses protoplanetas crescem principalmente através da acumulação de um grande número de pequenas partículas de "seixos". As colisões planetesimais contribuem com cerca de 25% da massa restante da Terra.
Em contraste, o caminho de formação de Marte mostra quase a tendência oposta. A equipa de investigação estima que cerca de 75% da massa de Marte provém da colisão e fusão de corpos planetesimais, enquanto a contribuição da acumulação de seixos representa apenas cerca de um quarto.
Para reconstruir a história da formação há milhares de milhões de anos, a equipa de investigação não se baseou em simulações astrodinâmicas tradicionais, mas procurou pistas nas assinaturas químicas que a Terra e Marte mantêm hoje.
Os pesquisadores se concentraram na análise de elementos voláteis na crosta e no manto dos dois planetas, incluindo sódio, zinco e potássio. Esses elementos evaporam facilmente em altas temperaturas, portanto seus níveis atuais refletem o aquecimento e a história evolutiva do planeta durante sua formação.
A equipe comparou então essas assinaturas químicas com simulações de computador para testar se diferentes modelos de formação poderiam reproduzir a distribuição dos elementos observados hoje.
Johnson disse que este trabalho é essencialmente uma "investigação de detetive cósmico" abrangendo 4,5 bilhões de anos. Embora a maior parte das evidências originais já tenha desaparecido há muito tempo, a composição química dos mantos da Terra e de Marte ainda retém vestígios da sua formação e pode ser considerada como "impressões digitais" dos primeiros processos evolutivos.
Os pesquisadores destacaram que ainda existem certas incertezas no modelo atual, porque a comunidade científica ainda não conhece a composição precisa de todos os materiais originais nos estágios iniciais da formação do sistema solar. Mas mesmo quando testados sob diferentes pressupostos, os resultados apontam repetidamente para a mesma conclusão: a Terra e Marte provavelmente seguiram caminhos de crescimento diferentes.
A equipa de investigação acredita que esta descoberta não só ajuda a explicar porque existem enormes diferenças entre os planetas do Sistema Solar, mas também pode fornecer uma referência importante para o estudo de planetas rochosos em torno de outras estrelas. Ao compreender como os diferentes mecanismos de formação moldam a estrutura e composição planetária, os cientistas poderão ser capazes de determinar com mais precisão no futuro quais exoplanetas têm potencial evolutivo semelhante ao da Terra e se têm condições para suportar vida.
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