Há cerca de 4,5 bilhões de anos, ocorreu o evento mais importante da história da Terra: um enorme corpo celeste chamado Theia colidiu com a jovem Terra. Como a colisão se desenrolou e o que exatamente aconteceu depois ainda não foi completamente esclarecido. O que se sabe com certeza, porém, é que o tamanho, a composição e a órbita da Terra mudaram como resultado — e que o impacto marcou o nascimento de nossa constante companheira no espaço, a Lua.

Que tipo de corpo celeste alterou tão drasticamente o curso do desenvolvimento do nosso planeta? Qual era o tamanho de Theia? De que era feita? E de que parte do sistema solar ela veio em direção à Terra?

Encontrar respostas para essas perguntas é difícil. Afinal, Theia foi completamente destruída na colisão. No entanto, vestígios dela ainda podem ser encontrados hoje, por exemplo, na composição da Terra e da Lua atuais.

Em um estudo publicado na revista Science , pesquisadores liderados pelo Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS) e pela Universidade de Chicago usam essas informações para deduzir a possível "lista de ingredientes" de Theia — e, portanto, seu local de origem.

As proporções em que certos isótopos metálicos estão presentes em um corpo são particularmente reveladoras. Isótopos são variantes do mesmo elemento que diferem apenas no número de nêutrons em seu núcleo atômico — e, portanto, em seu peso.

No início do sistema solar , os isótopos de um determinado elemento provavelmente não estavam distribuídos uniformemente. Na borda externa do sistema solar, por exemplo, os isótopos ocorriam em uma proporção ligeiramente diferente daquela encontrada perto do Sol. Assim, a informação sobre a origem dos seus componentes básicos está armazenada na composição isotópica de um corpo.

No estudo, a equipe de pesquisa determinou a proporção de diferentes isótopos de ferro em rochas terrestres e lunares com uma precisão sem precedentes. Para isso, examinaram 15 rochas terrestres e seis amostras lunares trazidas à Terra por astronautas das missões Apollo.

O resultado não é nada surpreendente: como já haviam demonstrado medições anteriores das proporções isotópicas de cromo, cálcio, titânio e zircônio, a Terra e a Lua são indistinguíveis nesse aspecto.

No entanto, a grande semelhança não permite conclusões diretas sobre Theia. Existem simplesmente muitos cenários de colisão possíveis. Embora a maioria dos modelos assuma que a lua foi formada quase exclusivamente a partir de material de Theia, também é possível que ela seja composta principalmente de material do manto da Terra primitiva ou que as rochas da Terra e de Theia tenham se misturado de forma inseparável.

Para aprender mais sobre Theia, os pesquisadores aplicaram uma espécie de engenharia reversa para planetas. Com base nas proporções isotópicas correspondentes em rochas terrestres e lunares atuais, a equipe simulou quais composições e tamanhos de Theia e qual composição da Terra primitiva poderiam ter levado a esse estado final.

Em suas investigações, os pesquisadores analisaram não apenas os isótopos de ferro, mas também os de cromo, molibdênio e zircônio. Os diferentes elementos dão acesso a diferentes fases da formação planetária.

Muito antes do encontro devastador com Theia, uma espécie de processo de seleção ocorreu no interior da Terra primitiva. Com a formação do núcleo de ferro, alguns elementos, como ferro e molibdênio, acumularam-se ali; posteriormente, estiveram praticamente ausentes do manto rochoso.

O ferro encontrado hoje no manto terrestre só poderia ter chegado depois da formação do núcleo, por exemplo, a bordo da Theia. Outros elementos, como o zircônio, que não afundaram no núcleo, documentam toda a história da formação do nosso planeta.

Das composições matematicamente possíveis de Theia e da Terra primitiva que resultam dos cálculos, algumas podem ser descartadas por serem implausíveis.

"O cenário mais convincente é que a maior parte dos componentes básicos da Terra e de Theia tenha se originado no sistema solar interno. É provável que a Terra e Theia tenham sido vizinhas", disse Timo Hopp, cientista do MPS e principal autor do novo estudo.

Embora a composição da Terra primitiva possa ser representada predominantemente como uma mistura de classes de meteoritos conhecidas, o mesmo não se aplica a Theia. Diferentes classes de meteoritos originaram-se em diferentes áreas do sistema solar exterior. Portanto, servem como material de referência para o material de construção disponível durante a formação da Terra primitiva e de Theia.

No caso de Theia, porém, materiais até então desconhecidos também podem ter estado envolvidos. Os pesquisadores acreditam que a origem desse material esteja mais próxima do Sol do que da Terra. Os cálculos, portanto, sugerem que Theia se originou mais perto do Sol do que do nosso planeta.