A prata da casa


[ Traduzido de: Silver Tells a Story of Early Earth: Water
Here Since Planet’s Very Early Days
]

Pequenas variações na composição da prata indicam que a água estava presente entre os primeiros materiais que constituiram a Terra

Illustration of ocean and islands in early Earth.

A água pode ter estado presente desde muito cedo na história de nosso planeta.
Crédito e imagem ampliada

13 de maio de 2010

Pequenas variações nas proporções dos isótopos de prata nos meteoritos e nas rochas terrestres estão ajudando os cientistas a montar um cronograma de como nosso planeta foi montado, começando a 4.568 bilhões de anos atrás.

Os resultados de um novo estudo financiado pela Fundação Nacional de Ciências (NSF) e publicado na edição desta semana da Science,
indicam que a água e outros voláteis fundamentais podem ter estado presente em ao menos alguns dos blocos de montagem iniciais que vieram a se tornar a Terra, ao invés de terem sido adquiridos posteriormente de cometas, como alguns cientistas sugeriram.

“Esses resultados tem implicações significativas para nossa compreensão dos processos que acompanharam a acreção e a formação da proto-Terra, e das maneiras pelas quais materiais ricos em voláteis, tais como a água, fora adquiridos”, diz Stephen Harlan, diretor de programa da Divisão de Ciências da Terra da NSF. “A água pode ter estado presente desde muito cedo na história de nosso planeta”.

Comparada ao sistema solar como um todo, a Terra é pobre em elementos voláteis, tais como hidrogênio carbono e nitrogênio, que provavelmente jamais conseguiram se condensar na parte interna, mais quente, do sistema solar.

A Terra também é pobre em elementos moderadamente voláteis, tais como a prata.

“Uma importante questão na formação da Terra é quando esse empobrecimento começou”, diz o co-autor do artigo Richard Carlson do Instituo Carnegie de Ciências em Washington, D.C. “É aí que os isótopos de prata podem realmente ajudar”.

A prata tem dois isótopos estáveis, um dos quais, a prata-107, foi produzido nos primórdios do sistema solar pelo rápido decaimento radiativo do paládio-107.

O paládio-107 é tão instável que virtualmente todo ele decaiu nos primeiros 30 milhões de anos da história do sistema solar.

A prata e o paládio tem diferentes propriedades químicas.

A prata é o mais volátil dos dois, enquanto que o paládio se liga mais facilmente com o ferro.

Essas diferenças permitiram que os pesquisadores do Carnegie – inclusive a autora principal Maria Schönbächler (antigamente pesquisadora do Carnegie e atualmente na Univesidade de Manchester), Erik Hauri, Mary Horan e Tim
Mock  – usassem as proporções de isótopos nos meteoritos primitivos e nas rochas do manto terrestre para estabelecer a história dos voláteis da Terra com relação à formação de seu núcleo de ferro. 

Outros indícios fornecidos pelos isótopos de háfnio e tungstênio indicam que o núcleo do planeta se formou entre 30 e 100 milhões de anos após a origem do sistema solar.

“Descobrimos que as proporções de isótopos nas rochas do manto da Terra casam exatamente com as dos meteoritos primitivos”, diz Carlson.

“Porém esses meteoritos tem composições muito ricas em voláteis, diferentemente da Terra que é pobre em voláteis”.

Photo of silver.

Pequenas variações na prata estão dando aos cientistas um novo cronograma de formação da Terra.
Crédito e imagem ampliada

Os isótopos de prata também apresentavam outro enigma, indicando que o núcleo da Terra teria se formado entre cinco e dez milhões de anos após a origem do sistema solar, muito mais cedo do que os resultados obtidos a partir do háfnio-tungstênio.

O grupo concluiu que essas observações contraditórias poderiam ser reconciliadas se a Terra tivesse acrescido material pobre em voláteis, até alcançar cerca de 85% de sua massa final, e então acrescido material rico em voláteis nos estágios finais de sua formação, cerca de 26 milhões de anos depois da origem do sistema solar.

A adição de material rico em voláteis pode ter acontecido em um único evento, talvez a colisão entre a proto-Terra e um objeto do tamanho de Marte que se acredita ter ejetado para a órbita da Terra o material suficiente para formar a Lua.

Os resultados desse estudo apoiam um modelo já com 30 anos de crescimento planetário chamado de “acreção heterogênea” que propõe que a composição dos blocos de montagem da Terra mudaram durante o processo de acreção do planeta.

Carlson acrescenta que isso implicaria na necessidade de acreção de uma quantidade muito pequena de materiais ricos em voláteis, similares a meteoritos, durante as fases finais de acreção da Terra, para explicar todos os voláteis, inclusive a água, presentes hoje na Terra.

Este trabalho também contou com o apoio da Instituição Carnegie de Ciências.


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