ptenfrdeitrues

Site In English França

sexta, dezembro 14, 2018
Você está aqui:SmartScience Magazine»Ciências Físicas & Tecnologia»Espaço & Tempo»Cientistas teorizam nova história da origem da água da Terra
domingo, 11 novembro 2018 16:16

Cientistas teorizam nova história da origem da água da Terra Destaque

Escrito por
Classifique este item
(0 votos)
Esta visão do horizonte da Terra foi obtida por um membro da tripulação da Expedição 7 a bordo da Estação Espacial Internacional, usando uma lente grande angular enquanto a Estação estava sobre o Oceano Pacífico. Esta visão do horizonte da Terra foi obtida por um membro da tripulação da Expedição 7 a bordo da Estação Espacial Internacional, usando uma lente grande angular enquanto a Estação estava sobre o Oceano Pacífico. Credit: NASA

A água da Terra pode ter origem tanto no material asteroidal quanto do gás que sobrou da formação do Sol, de acordo com uma nova pesquisa. A nova descoberta pode dar aos cientistas importantes pistas sobre o desenvolvimento de outros planetas e seu potencial para sustentar a vida.

Num novo estudo no Journal of Geophysical Research: Planets, uma revista da American Geophysical Union, os pesquisadores propõem uma nova teoria para abordar o mistério de longa data de onde veio a água da Terra e como ela chegou até aqui.

O novo estudo desafia ideias amplamente aceites sobre o hidrogénio na água da Terra, sugerindo que o elemento veio parcialmente de nuvens de poeira e gás remanescentes após a formação do Sol, chamada de nebulosa solar.

Para identificar fontes de água na Terra, os cientistas procuraram fontes de hidrogénio em vez de oxigénio, porque o último componente da água é muito mais abundante no sistema solar.

Muitos cientistas historicamente apoiaram a teoria de que toda a água da Terra era proveniente de asteróides devido às semelhanças entre a água do mar e a água encontrada nos asteróides. A proporção de deutério, um isótopo mais pesado de hidrogénio, para o hidrogénio normal serve como uma assinatura química única de fontes de água. No caso dos oceanos da Terra, a razão deutério para hidrogénio está próxima do que é encontrado nos asteróides.

Mas o oceano pode não estar contando toda a história do hidrogénio da Terra, de acordo com os autores do estudo.

"É um ponto cego na comunidade", disse Steven Desch, professor de astrofísica na Escola da Terra e Exploração Espacial da Universidade Estadual do Arizona, em Tempe, Arizona, e co-autor do novo estudo, liderado por Peter Buseck. Professor de Regente da Escola de Exploração do Espaço e Terra e Escola de Ciências Moleculares da Universidade Estadual do Arizona. "Quando as pessoas medem a razão [deutério-para-hidrogênio] na água do oceano e elas veem que é bem próximo do que vemos nos asteróides, sempre foi fácil acreditar que tudo veio de asteróides".

Pesquisas mais recentes sugerem que o hidrogénio nos oceanos da Terra não representa hidrogénio em todo o planeta, disseram os autores do estudo. Amostras de hidrogénio das profundezas da Terra, perto da fronteira entre o núcleo e o manto, têm notavelmente menos deutério, indicando que esse hidrogénio pode não ter vindo de asteróides. Gases nobres hélio e neon, com assinaturas isotópicas herdadas da nebulosa solar, também foram encontrados no manto da Terra.

No novo estudo, os pesquisadores desenvolveram um novo modelo teórico de formação da Terra para explicar essas diferenças entre o hidrogénio nos oceanos da Terra e no limite do manto central, bem como a presença de gases nobres no interior do planeta.

Modelando o começo da Terra

De acordo com seu novo modelo, vários biliões de anos atrás, grandes asteróides encharcados começaram a se desenvolver em planetas, enquanto a nebulosa solar ainda girava em torno do Sol. Esses asteróides, conhecidos como embriões planetários, colidiram e cresceram rapidamente. Eventualmente, uma colisão introduziu energia suficiente para derreter a superfície do maior embrião num oceano de magma. Este maior embrião acabaria por se tornar na Terra.

Gases da nebulosa solar, incluindo hidrogénio e gases nobres, foram absorvidos pelo grande embrião coberto de magma para formar uma atmosfera primitiva. O hidrogénio nebuloso, que contém menos deutério e é mais leve que o hidrogénio asteroidal, é dissolvido no ferro fundido do oceano magma.

Através de um processo chamado fraccionamento isotópico, o hidrogénio foi puxado para o centro da jovem Terra. O hidrogénio, que é atraído pelo ferro, foi entregue ao núcleo pelo metal, enquanto grande parte do isótopo mais pesado, o deutério, permaneceu no magma, que acabou arrefecendo tornando-se o manto, de acordo com os autores do estudo. Impactos de embriões menores e outros objectos continuaram a adicionar água e massa total até que a Terra atingisse seu tamanho final.

Este novo modelo deixaria a Terra com gases nobres profundamente dentro de seu manto e uma menor relação deutério para hidrogénio no seu núcleo do que em seu manto e oceanos.

Os autores usaram o modelo para estimar quanto de hidrogénio veio de cada fonte. Eles concluíram que a maioria era de origem asteroidal, mas parte da água da Terra veio da nebulosa solar.

"Para cada 100 moléculas de água da Terra, há uma ou duas vindas da nebulosa solar", disse Jun Wu, professor assistente de pesquisa na Escola de Ciências Moleculares e Escola de Exploração Espacial e Terra da Universidade Estadual do Arizona e principal autor do estudo. .

Um modelo perspicaz

O estudo também oferece aos cientistas novas perspectivas sobre o desenvolvimento de outros planetas e seu potencial para apoiar a vida, disseram os autores. Planetas semelhantes à Terra em outros sistemas solares podem não ter acesso a asteróides carregados com água. O novo estudo sugere que esses exoplanetas poderiam ter obtido água através da própria nebulosa solar do sistema.

"Esse modelo sugere que a inevitável formação de água provavelmente ocorreria em qualquer exoplaneta rochoso suficientemente grande nos sistemas extrasolares", disse Wu. "Eu acho que isso é muito emocionante."

Anat Shahar, um geoquímico da Instituição Carnegie para a Ciência, que não esteve envolvido no estudo, observou que o factor de fraccionamento de hidrogénio, que descreve como a relação deutério-para-hidrogénio muda quando o elemento se dissolve no ferro, é actualmente desconhecido e difícil a medida. Para o novo estudo, essa propriedade do hidrogénio precisou ser estimada.

O novo modelo, que se encaixa bem com as pesquisas actuais, pode ser testado assim que os experimentos revelarem o factor de fracionamento de hidrogénio, disse Shahar.

"Este artigo é uma alternativa muito criativa para o que é um problema antigo", disse Shahar. "Os autores fizeram um bom trabalho em estimar quais seriam esses diferentes factores de fraccionamento sem os experimentos".

Story Source:

Materials provided by American Geophysical UnionNote: Content may be edited for style and length.


Journal Reference:

  1. Jun Wu, Steven J. Desch, Laura Schaefer, Linda T. Elkins-Tanton, Kaveh Pahlevan, Peter R. Buseck. Origin of Earth's Water: Chondritic Inheritance Plus Nebular Ingassing and Storage of Hydrogen in the CoreJournal of Geophysical Research: Planets, 2018; DOI: 10.1029/2018JE005698
Ler 52 vezes Modificado em domingo, 11 novembro 2018 17:03

Deixe um comentário

Make sure you enter all the required information, indicated by an asterisk (*). HTML code is not allowed.

Usamos cookies para melhorar nosso site e sua experiência ao usá-lo. Os cookies utilizados para o funcionamento essencial deste site já foram definidos. To find out more about the cookies we use and how to delete them, see our privacy policy.

  I accept cookies from this site.
EU Cookie Directive Module Information