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Como era a Terra primitiva? Quase como Vênus, a pesquisa mostra
Em vez das florestas, montanhas e oceanos que conhecemos hoje, a superfície do nosso planeta estava inteiramente coberta por magma - o material rochoso derretido que surge quando os vulcões entram em erupção.
Por Arian Bastani - 27/11/2020


Uma ilustração artística da Terra hoje e 4,5 bilhões de anos atrás. Crédito: Tobias Stierli / NCCR PlanetS

Uma equipe de cientistas internacionais liderada pelo pesquisador da ETH Paolo Sossi ganhou novos insights sobre a atmosfera da Terra de 4,5 bilhões de anos atrás. Seus resultados têm implicações para as possíveis origens da vida na Terra.

Quatro bilhões e meio de anos atrás, a Terra seria difícil de reconhecer. Em vez das florestas, montanhas e oceanos que conhecemos hoje, a superfície do nosso planeta estava inteiramente coberta por magma - o material rochoso derretido que surge quando os vulcões entram em erupção. Com isso a comunidade científica concorda. O que é menos claro é como era a atmosfera na época. Novos esforços de pesquisa internacional liderados por Paolo Sossi, pesquisador sênior da ETH Zurich e do NCCR PlanetS, tentam desvendar alguns dos mistérios da atmosfera primitiva da Terra. Os resultados foram publicados hoje na revista Science Advances .

Fazendo magma em laboratório

"Quatro bilhões e meio de anos atrás, o magma trocava gases constantemente com a atmosfera circundante", Sossi começa a explicar. "O ar e o magma influenciaram um ao outro. Então, você pode aprender um com o outro."

Para aprender sobre a atmosfera primitiva da Terra, que era muito diferente do que é hoje, os pesquisadores criaram seu próprio magma em laboratório. Eles fizeram isso misturando um pó que combinava com a composição do manto derretido da Terra e aquecendo-o. O que parece simples exigia os mais recentes avanços tecnológicos, como Sossi aponta: "A composição de nosso pó semelhante a um manto dificultava o derretimento - precisávamos de temperaturas muito altas de cerca de 2.000 ° Celsius."

Isso exigia uma fornalha especial, que era aquecida por um laser e dentro da qual os pesquisadores podiam levitar o magma, deixando fluxos de misturas de gases fluírem em torno dele. Essas misturas de gases eram candidatas plausíveis para a atmosfera primitiva que, como 4,5 bilhões de anos atrás, influenciou o magma. Assim, a cada mistura de gases que fluía ao redor da amostra, o magma ficava um pouco diferente.

A fornalha de levitação aerodinâmica aquecida a laser que o grupo de Sossi usou
nos experimentos. Crédito: IPGP

"A principal diferença que procuramos foi o quão oxidado o ferro dentro do magma se tornou", explica Sossi. Em palavras menos precisas: quão enferrujado. Quando o ferro encontra o oxigênio, ele oxida e se transforma no que comumente chamamos de ferrugem. Assim, quando a mistura de gás que os cientistas sopraram sobre seu magma continha muito oxigênio, o ferro dentro do magma se tornou mais oxidado.
 
Este nível de oxidação do ferro no magma resfriado deu a Sossi e seus colegas algo que eles poderiam comparar com as rochas naturais que compõem o manto da Terra hoje - os chamados peridotitos. A oxidação do ferro nessas rochas ainda tem a influência da atmosfera primitiva impressa nelas. A comparação dos peridotitos naturais com os do laboratório deu aos cientistas pistas sobre qual das suas misturas de gás se aproximava da atmosfera primitiva da Terra.

Uma nova visão do surgimento da vida

“O que descobrimos foi que, após o resfriamento do estado de magma, a jovem Terra tinha uma atmosfera ligeiramente oxidante, com dióxido de carbono como principal constituinte, além de nitrogênio e um pouco de água”, relata Sossi. A pressão na superfície também era muito maior, quase cem vezes a de hoje e a atmosfera era muito mais alta, devido à superfície quente. Essas características o tornaram mais semelhante à atmosfera de Vênus de hoje do que à da Terra de hoje.

Este close-up do experimento mostra a amostra de magma quente, que é cercada por gás
e, portanto, mantida em suspensão. Crédito: P. Sossi / ETH Zurich

Este resultado tem duas conclusões principais, de acordo com Sossi e seus colegas: a primeira é que a Terra e Vênus começaram com atmosferas bastante semelhantes, mas a última posteriormente perdeu sua água devido à proximidade com o sol e às temperaturas mais altas associadas. A Terra, no entanto, manteve sua água, principalmente na forma de oceanos. Eles absorveram muito do CO 2 do ar, reduzindo significativamente os níveis de CO 2 .

A segunda conclusão é que uma teoria popular sobre o surgimento da vida na Terra agora parece muito menos provável. Esse chamado "experimento Miller-Urey", no qual os raios interagem com certos gases (principalmente amônia e metano) para criar aminoácidos - os blocos de construção da vida - teria sido difícil de realizar. Os gases necessários simplesmente não eram suficientemente abundantes.

 

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