Espera-se que a próxima década traga uma verdadeira bonança para a ciência dos planetas: missões espaciais estão programadas para trazer de volta amostras de rocha da lua, Marte, a lua marciana de Fobos e um asteroide primitivo. E os cientistas dizem que há uma nova técnica para determinar a idade de rochas, meteoritos e até artefatos, que pode ajudar a abrir uma nova era de descobertas.

Um grupo da Universidade de Chicago e do Field Museum of Natural History testou um instrumento feito pela Thermo Fisher Scientific em um pedaço de um meteorito marciano apelidado de "Black Beauty" e conseguiu datá-lo com rapidez e precisão, sondando-o com um minúsculo laser feixe - uma melhoria significativa em relação às técnicas anteriores, que envolviam muito mais trabalho e destruíam partes da amostra. Sua pesquisa foi publicada no Journal of Analytical Atomic Spectrometry .

“Estamos muito animados com este estudo de demonstração, pois achamos que seremos capazes de empregar a mesma abordagem para datar rochas que serão devolvidas por várias missões espaciais no futuro”, disse Nicolas Dauphas, professor de ciências geofísicas da Louis Block. na Universidade de Chicago e primeiro autor de um estudo que apresenta os resultados. "A próxima década será alucinante em termos de exploração planetária."

Os cientistas têm usado isótopos para estimar as idades dos espécimes por mais de um século. Este método tira vantagem do fato de que certos tipos de elementos são instáveis ??e se transformarão lentamente em outros tipos a uma taxa lenta e previsível. Nesse caso, os cientistas aproveitam o fato de que o rubídio-87 se transformará em estrôncio-87 – então, quanto mais velha a rocha, mais estrôncio-87 ela terá.

A datação por rubídio pode ser usada para determinar as idades de rochas e objetos com bilhões de anos; é amplamente usado para entender como a lua, a Terra e o sistema solar se formaram, para entender o sistema de encanamento de magma sob os vulcões e para rastrear a migração humana e os negócios em arqueologia.

Anteriormente, no entanto, a maneira de fazer essa medição levaria semanas – e destruiria parte da amostra.

Para realizar esses testes com o método convencional, "você pega seu pedaço de rocha, esmaga com um martelo, dissolve os minerais com produtos químicos e usa um laboratório especial ultralimpo para processá-los, e depois leva para um espectrômetro de massa para medir os isótopos", explicou a co-autora do estudo, Maria Valdes, pesquisadora de pós-doutorado no Centro Robert A. Pritzker de Meteoríticos e Estudos Polares no Field Museum of Natural History.

Mas a Thermo Fisher Scientific desenvolveu uma nova máquina que prometia reduzir significativamente o tempo, a toxicidade e a quantidade de amostra destruída no processo. Ele usa um laser para vaporizar uma pequena porção da amostra – o buraco criado é do tamanho de um único fio de cabelo humano – e então analisa os átomos de rubídio e estrôncio com um espectrômetro de massa que usa novos avanços tecnológicos para medir isótopos de estrôncio de forma limpa.

Dauphas, Valdes e vários outros colaboradores queriam testar a nova técnica – e eles tinham um candidato perfeito: um pedaço de meteorito que pousou na Terra vindo de Marte.

Este meteorito em particular é apelidado de Beleza Negra por sua linda cor escura. É salpicado de fragmentos mais leves que representam rochas ainda mais antigas embutidas na rocha.

No entanto, esses fragmentos foram enrolados em outra rocha em algum momento muito mais tarde durante a história de Marte. É um pouco como quando você está assando biscoitos, explicou Valdes; as gotas de chocolate e as nozes foram feitas em momentos e lugares diferentes, mas todos os componentes se unem quando você assa o biscoito.

Os cientistas querem saber as idades de todas essas etapas ao longo do caminho, porque a composição de cada conjunto informa sobre como eram as condições em Marte na época, incluindo a composição da atmosfera e a atividade vulcânica na superfície. Eles podem usar essas informações para montar uma linha do tempo de Marte.

No entanto, até agora, partes da história foram contestadas; diferentes estudos haviam retornado respostas diferentes para a época em que todos os componentes da Beleza Negra se juntaram e formaram uma rocha – então os cientistas pensaram que o meteorito seria um candidato perfeito para testar as capacidades da nova técnica. Eles levaram uma amostra de Black Beauty para a Alemanha para experimentar.

Em questão de horas em vez de semanas, o instrumento retornou sua resposta: 2,2 bilhões de anos. A equipe acha que isso representa o momento em que se uniu em sua forma final.

Além disso, para realizar o teste, os cientistas conseguiram colocar todo o pedaço de meteorito na máquina e, em seguida, selecionar com precisão um pequeno local para testar a idade. "Esta foi uma ferramenta particularmente boa para resolver essa controvérsia", disse Dauphas. "Quando você lasca um pedaço de rocha para testar da maneira antiga, é possível que você esteja misturando outros fragmentos, o que pode afetar seus resultados. Não temos esse problema com a nova máquina."

A técnica pode ser extremamente útil em muitos campos, mas Dauphas e Valdes estão particularmente interessados ??nela para entender tudo, desde a história da água na superfície de Marte até como o próprio sistema solar se formou.

Na próxima década , os cientistas esperam uma abundância de novas amostras de outros lugares além da Terra. Os EUA e a China estão planejando novas missões à Lua; uma missão para interceptar um asteroide chamado Bennu pousará em 2023 com cargas de sujeira retiradas de sua superfície; outra missão trará de volta amostras da lua de Marte, Phobos, em 2027; e no início da década de 2030, a NASA espera trazer de volta amostras que o rover Perseverance está coletando em Marte.

Com todas essas amostras, os cientistas esperam aprender muito mais sobre os planetas e asteroides ao nosso redor.

"Este é um grande avanço", disse Dauphas. "Existem muitos meteoritos e artefatos preciosos que você não quer destruir. Isso permite que você minimize tremendamente o impacto que você tem durante sua análise."