O cripta´nio do manto da Terra, coletado em pontos geola³gicos na Isla¢ndia e nas Ilhas Gala¡pagos, revela uma imagem mais clara de como nosso planeta se formou, de acordo com uma nova pesquisa da Universidade da Califa³rnia, Davis.

Os diferentes isãotopos de cripta´nio são impressaµes digitais químicas para cientistas que investigaram os ingredientes que fizeram a Terra, comopartículas do vento solar e meteoritos do sistema solar interno e externo. As descobertas indicam que os elementos vola¡teis da Terra - essenciais como carbono, águae nitrogaªnio - chegaram enquanto a Terra crescia e se tornava um planeta. Isso contradiz a teoria popular de que os elementos vola¡teis da Terra foram entregues principalmente perto do final da formação da Terra, que émarcada pelo impacto gigante formador da lua. Em vez disso, os isãotopos de cripta´nio sugerem que planetesimais do sistema solar externo frio bombardearam a Terra no ina­cio, milhões de anos antes do big crunch. A jovem Terra também aspirou poeira e gás da nebulosa solar (a nuvem ao redor do Sol) e foi bombardeada por meteoritos.

"Nossos resultados exigem a entrega simulta¢nea de vola¡teis de várias fontes no ini­cio da formação da Terra", disse Sandrine Panãron, principal autora do estudo. Panãron, atualmente um Marie SkÅ‚odowska-Curie Actions Fellow na ETH Za¼rich na Sua­a§a, conduziu a pesquisa na UC Davis como um pa³s-doutorado trabalhando com o professor Sujoy Mukhopadhyay no Departamento de Ciências da Terra e Planeta¡rias.

"Este estudo fornece pistas para as fontes e tempo de acumulação de vola¡teis na Terra e ajudara¡ os pesquisadores a entender melhor como não são a Terra se formou, mas também outros planetas no sistema solar e em torno de outras estrelas", disse Panãron. O estudo foi publicado em 15 de dezembro na revista Nature .

Os pontos quentes vulca¢nicos que expelem lava na Isla¢ndia e nas Gala¡pagos são alimentados por plumas de magma lamacenta subindo da camada mais profunda do manto , perto de seu limite com o núcleo de ferro da Terra. Os elementos e minerais nesta camada profunda estãorelativamente inalterados desde antes do impacto de formação da lua, como uma ca¡psula do tempo da química da Terra primitiva com mais de 4,4 bilhaµes de anos.

O laboratório de Mukhopadhyay éespecializado em fazer medições precisas de gases nobres em rochas da Terra e de outros lugares. Para provar o cripta´nio do manto profundo, os pesquisadores coletaram lava em plumas de pontos quentes. Os gases antigos sobem a superfÍcie na lava em erupção, ficando presos e sepultados como bolhas em uma matriz va­trea quando a lava se extingue para um sãolido, fornecendo alguma proteção contra contaminação externa. No entanto, mesmo os isãotopos de cripta´nio mais abundantes nessas bolhas somam apenas algumas centenas de milhões de a¡tomos, tornando sua detecção um desafio, disse Mukhopadhyay.

Panãron projetou uma nova técnica para medir o cripta´nio do manto com espectrometria de massa, concentrando o cripta´nio de amostras de rocha em um ambiente virtualmente livre de contaminação do ar e separando-o perfeitamente do arga´nio e do xena´nio.

"O nosso éo primeiro estudo a medir com precisão todos os isãotopos de cripta´nio do manto, incluindo os isãotopos de cripta´nio mais raros, Kr-78 e Kr-80", disse ela.

Os pesquisadores descobriram que a impressão digital química do cripta´nio do manto profundo se assemelhava muito a meteoritos primitivos ricos em carbono, que podem ter sido entregues a partir das regiaµes frias e externas do sistema solar. Mas trabalhos anteriores de Mukhopadhyay e outros descobriram que o nanãon, outro gás nobre no manto profundo, era derivado do sol. Os dois resultados diferentes sugerem pelo menos duas fontes vola¡teis distintas para o manto da Terra, entregues no ini­cio de sua história. Os pesquisadores também notaram menos do raro isãotopo Kr-86 no manto profundo em comparação com meteoritos conhecidos. O danãficit no Kr-86 sugere que os meteoritos conhecidos por si são podem não ser responsa¡veis ​​por todo o cripta´nio do manto.

Finalmente, os novos resultados também tem implicações em como a atmosfera da Terra surgiu. A proporção de diferentes isãotopos de cripta´nio no manto profundo não corresponde a  proporção de isãotopos na atmosfera da Terra, descobriram os pesquisadores. Isso significa que alguns gases na atmosfera, incluindo gases nobres como o cripta´nio, foram enviados a  Terra após o impacto de formação da lua. Caso contra¡rio, o manto e a atmosfera da Terra teriam a mesma composição isota³pica devido ao equila­brio isota³pico após o impacto, disse Panãron.

Os coautores do estudo incluem Mark Kurz, Woods Hole Oceanographic Institution em Woods Hole, Massachusetts; e David Graham, Oregon State University em Corvallis, Oregon.