Bilhões de anos atrás, no disco gigante de poeira, gás e material rochoso que orbitava nosso jovem sol, corpos cada vez maiores se fundiram para dar origem aos planetas, luas e asteróides que vemos hoje.

Os cientistas ainda estão tentando entender os processos pelos quais os planetas , incluindo nosso planeta natal, foram formados. Uma maneira pela qual os pesquisadores podem estudar como a Terra se formou é examinar os magmas que fluem das profundezas do interior do planeta. As assinaturas químicas dessas amostras contêm um registro do tempo e da natureza dos materiais que se juntaram para formar a Terra – de forma análoga a como os fósseis nos fornecem pistas sobre o passado biológico da Terra.

Agora, um estudo do Caltech mostra que a Terra primitiva se formou a partir de materiais quentes e secos, indicando que a água do nosso planeta – o componente crucial para a evolução da vida – deve ter chegado tarde na história da formação da Terra.

O estudo, envolvendo uma equipe internacional de pesquisadores, foi realizado nos laboratórios de François Tissot, professor assistente de geoquímica e pesquisador do Heritage Medical Research Institute; e Yigang Zhang da Universidade da Academia Chinesa de Ciências. Um artigo intitulado "I/Pu revela que a Terra é formada principalmente por planetesimais diferenciados pobres em voláteis" foi publicado na revista Science Advances . O estudante de pós-graduação da Caltech, Weiyi Liu, é o primeiro autor do artigo.

Embora os humanos não tenham como viajar para o interior do nosso planeta, as rochas nas profundezas da Terra podem naturalmente chegar à superfície na forma de lavas. Os magmas parentais dessas lavas podem ter origem em diferentes profundidades da Terra, como o manto superior , que começa a cerca de 15 quilômetros abaixo da superfície e se estende por cerca de 680 quilômetros; ou o manto inferior, que se estende de uma profundidade de 680 quilômetros até o limite núcleo-manto a cerca de 2.900 quilômetros abaixo de nossos pés.

Como a amostragem de diferentes camadas de um bolo - a cobertura, o recheio, a esponja - os cientistas podem estudar magmas originários de diferentes profundidades para entender os diferentes "sabores" das camadas da Terra: os produtos químicos encontrados dentro e suas proporções em relação um ao outro.

Como a formação da Terra não foi instantânea e envolveu materiais que se acumularam ao longo do tempo, amostras do manto inferior e do manto superior fornecem pistas diferentes sobre o que estava acontecendo ao longo do tempo durante a acreção da Terra.

No novo estudo, a equipe descobriu que a Terra primitiva era composta principalmente de materiais rochosos e secos: as assinaturas químicas das profundezas do planeta mostraram uma falta dos chamados voláteis, que são materiais facilmente evaporados, como água e iodo. Em contraste, as amostras do manto superior revelaram uma proporção maior de voláteis, três vezes maior do que a encontrada no manto inferior .

Com base nessas proporções químicas, Liu criou um modelo que mostrava a Terra formada a partir de materiais rochosos quentes e secos, e que uma grande adição de voláteis essenciais à vida, incluindo água, ocorreu apenas durante os últimos 15% (ou menos) da formação da Terra. .

O estudo é uma contribuição crucial para as teorias da formação dos planetas, um campo que passou por várias mudanças de paradigma nas últimas décadas e ainda é caracterizado por vigoroso debate científico. Nesse contexto, o novo estudo faz previsões importantes para a natureza dos blocos de construção de outros planetas terrestres – Mercúrio e Vênus – que se espera que tenham se formado a partir de materiais secos semelhantes.

“A exploração do espaço para os planetas externos é realmente importante porque um mundo aquático é provavelmente o melhor lugar para procurar vida extraterrestre”, diz Tissot. "Mas o sistema solar interno não deve ser esquecido. Não houve uma missão que tocou a superfície de Vênus por quase 40 anos, e nunca houve uma missão para a superfície de Mercúrio. Precisamos ser capazes de estudar esses mundos para entender melhor como planetas terrestres como a Terra se formaram."

Além de Liu e Tissot, os coautores são Zhang, da Universidade da Academia Chinesa de Ciências; Guillaume Avice da Université Paris Cité, Institut de physique du globe de Paris; Zhilin Ye da Academia Chinesa de Ciências; e Qing-Zhu Yin da Universidade da Califórnia, Davis.