A água compõe 71% da superfície da Terra, mas ninguém sabe como ou quando tais quantidades maciças de água chegaram à Terra.

Um novo estudo publicado na revista Nature aproxima os cientistas de responder a essa pergunta. Liderados pela professora assistente de geologia da Universidade de Maryland, Megan Newcombe, os pesquisadores analisaram meteoritos derretidos que flutuavam no espaço desde a formação do sistema solar, há 4,5 bilhões de anos. Eles descobriram que esses meteoritos tinham um teor de água extremamente baixo – na verdade, eles estavam entre os materiais extraterrestres mais secos já medidos.

Esses resultados, que permitem aos pesquisadores descartá-los como a principal fonte de água da Terra, podem ter implicações importantes para a busca por água – e vida – em outros planetas. Também ajuda os pesquisadores a entender as condições improváveis ??que se alinharam para tornar a Terra um planeta habitável.

“Queríamos entender como nosso planeta conseguiu obter água porque não é completamente óbvio”, disse Newcombe. "Obter água e ter oceanos de superfície em um planeta pequeno e relativamente próximo ao sol é um desafio."

A equipe de pesquisadores analisou sete meteoritos derretidos, ou acondritos, que colidiram com a Terra bilhões de anos depois de se estilhaçar de pelo menos cinco planetesimais – objetos que colidiram para formar os planetas em nosso sistema solar. Em um processo conhecido como fusão, muitos desses planetesimais foram aquecidos pelo decaimento de elementos radioativos no início da história do sistema solar, fazendo com que se separassem em camadas com crosta, manto e núcleo.

Como esses meteoritos caíram na Terra apenas recentemente, esse experimento foi a primeira vez que alguém mediu seus voláteis. O estudante de pós-graduação em geologia da UMD, Liam Peterson, usou uma microssonda eletrônica para medir seus níveis de magnésio, ferro, cálcio e silício, depois juntou-se a Newcombe no Carnegie Institution for Science's Earth and Planets Laboratory para medir seu conteúdo de água com um instrumento de espectrometria de massa de íons secundários.

“O desafio de analisar a água em materiais extremamente secos é que qualquer água terrestre na superfície da amostra ou dentro do instrumento de medição pode ser facilmente detectada, contaminando os resultados”, disse o coautor do estudo Conel Alexander, cientista do Carnegie Institution for Science. .

Para reduzir a contaminação, os pesquisadores primeiro assaram suas amostras em um forno a vácuo de baixa temperatura para remover qualquer água da superfície . Antes que as amostras pudessem ser analisadas no espectrômetro de massa de íons secundários, as amostras tiveram que ser secas novamente.

"Tive que deixar as amostras sob uma bomba turbo - um vácuo realmente de alta qualidade - por mais de um mês para extrair a água terrestre o suficiente", disse Newcombe.

Algumas de suas amostras de meteoritos vieram do sistema solar interno, onde a Terra está localizada e onde as condições geralmente são consideradas quentes e secas. Outras amostras mais raras vieram dos confins mais frios e gelados do nosso sistema planetário. Embora geralmente se pensasse que a água veio para a Terra do sistema solar externo, ainda não foi determinado que tipos de objetos poderiam ter carregado essa água pelo sistema solar.

“Sabíamos que muitos objetos do sistema solar externo eram diferenciados, mas foi meio que assumido implicitamente que, por serem do sistema solar externo, eles também deveriam conter muita água”, disse Sune Nielsen, coautor do estudo e geólogo da Woods Hole Oceanographic Institution. "Nosso artigo mostra que definitivamente não é esse o caso. Assim que os meteoritos derretem, não há água restante."

Depois de analisar as amostras de meteoritos acondritos, os pesquisadores descobriram que a água compreendia menos de dois milionésimos de sua massa. Para comparação, os meteoritos mais úmidos - um grupo chamado condritos carbonáceos - contêm até cerca de 20% de água em peso, ou 100.000 vezes mais do que as amostras de meteoritos estudadas por Newcombe e seus coautores.

Isso significa que o aquecimento e o derretimento dos planetesimais levam à perda quase total de água, independentemente de onde esses planetesimais se originaram no sistema solar e com quanta água começaram. Newcombe e seus co-autores descobriram que, ao contrário da crença popular, nem todos os objetos do sistema solar externo são ricos em água. Isso os levou a concluir que a água provavelmente foi entregue à Terra por meio de meteoritos não derretidos ou condritos.

Newcombe disse que suas descobertas têm aplicações além da geologia. Cientistas de muitas disciplinas – e especialmente pesquisadores de exoplanetas – estão interessados ??na origem da água da Terra por causa de suas profundas conexões com a vida.

"A água é considerada um ingrediente para a vida poder florescer, então enquanto olhamos para o universo e encontramos todos esses exoplanetas, começamos a descobrir quais desses sistemas planetários poderiam ser hospedeiros potenciais para vida", disse Newcombe. "Para poder entender esses outros sistemas solares, queremos entender o nosso."

O trabalho de pesquisa, "Desgaseificação de planetesimais formados cedo, restringiu a entrega de água à Terra", foi publicado na Nature em 15 de março de 2023.