De acordo com a hipótese nebular, o Sol e os planetas se formaram 4,6 bilhões de anos atrás, a partir de uma gigantesca nuvem de poeira e gás. Isso começou com o Sol se formando no centro e o restante material formando um disco protoplanetário, a partir do qual os planetas se formaram. Enquanto os planetas no Sistema Solar externo eram em grande parte compostos por gases (ou seja, os Gigantes Gasosos), os mais próximos do Sol formavam-se a partir de minerais e metais de silicato (ou seja, os planetas terrestres).
Apesar de ter uma boa idéia de como tudo isso aconteceu, a questão de exatamente como os planetas do Sistema Solar se formaram e evoluíram ao longo de bilhões de anos ainda está em debate. Em um novo estudo, dois pesquisadores da Universidade de Heidelberg consideraram o papel desempenhado pelo carbono na formação da Terra e no surgimento e evolução da vida.
O estudo deles, "Distribuição espacial da poeira de carbono na nebulosa solar precoce e o conteúdo de carbono dos planetesimais", apareceu recentemente na revista Astronomia e Astrofísica. O estudo foi conduzido por Hans-Peter Gail, do Instituto de Astrofísica Teórica da Universidade de Heidelberg, e Mario Trieloff - do Instituto de Ciências da Terra de Heidelberg e do Laboratório de Cosmoquímica Klaus-Tschira.
Para o estudo deles, os dois consideraram qual o papel do elemento carbono - essencial para a vida aqui na Terra - na formação planetária. Essencialmente, os cientistas são de opinião que durante os primeiros dias do Sistema Solar - quando ainda era uma nuvem gigante de poeira e gás - materiais ricos em carbono foram distribuídos ao Sistema Solar interno a partir do Sistema Solar externo.
Além da “Linha Frost” - onde são voláteis como água, amônia e metano e são capazes de condensar em gelo - corpos contendo compostos de carbono congelados formados. Muito parecido com o modo como a água foi distribuída por todo o Sistema Solar, esses corpos foram supostamente expulsos de suas órbitas e enviados para o Sol, distribuindo materiais voláteis para os planetesimais que eventualmente se tornariam os planetas terrestres.
No entanto, quando se compara os tipos de meteoros que distribuíram material primordial para a Terra - aka. meteoritos de condrito - nota-se certa discrepância. Basicamente, o carbono é relativamente raro na Terra em comparação com essas rochas antigas, cuja razão permaneceu um mistério. Como o professor Trieloff, co-autor do estudo, explicou em um comunicado de imprensa da Universidade de Heidelberg:
“Na Terra, o carbono é um elemento relativamente raro. É enriquecido perto da superfície da Terra, mas como uma fração da matéria total na Terra, é uma mera metade de 1/1000. Nos cometas primitivos, no entanto, a proporção de carbono pode ser de dez por cento ou mais. ”
"Uma porção substancial do carbono em asteróides e cometas está em moléculas de cadeia longa e ramificada que evaporam apenas em temperaturas muito altas", acrescentou o Dr. Grail, principal autor do estudo. "Com base nos modelos padrão que simulam reações de carbono na nebulosa solar onde o sol e os planetas se originaram, a Terra e os outros planetas terrestres devem ter até 100 vezes mais carbono".
Para resolver isso, as duas pesquisas construíram um modelo que supunha que os eventos de aquecimento por flash de curta duração - onde o Sol aquecia o disco protoplanetário - eram responsáveis por essa discrepância. Eles também assumiram que toda a matéria no Sistema Solar interior era aquecida a temperaturas entre 1.300 e 1.800 ° C (2372 a 3272 ° F) antes que pequenos planetesimais e planetas terrestres se formassem.
Dr. Grail e Trieloff acreditam que a evidência disso está nos grãos redondos dos meteoritos que se formam a partir de gotículas derretidas - conhecidas como condrules. Ao contrário dos meteoritos de condrito, que podem ser compostos por até alguns por cento de carbono, os condrules são em grande parte esgotados desse elemento. Eles afirmam que isso foi o resultado dos mesmos eventos de aquecimento de flash que ocorreram antes que os condrules pudessem se acumular para formar meteoritos. Como o Dr. Gail indicou:
"Somente os picos de temperatura derivados dos modelos de formação de condrulas podem explicar a baixa quantidade de carbono atual nos planetas internos. Modelos anteriores não levaram esse processo em consideração, mas aparentemente agradecemos a quantidade correta de carbono que permitiu a evolução da biosfera da Terra como a conhecemos. ”
Em suma, a discrepância entre a quantidade de carbono encontrada no material de rocha condrítica e a encontrada na Terra pode ser explicada pelo intenso aquecimento no sistema solar primordial. À medida que a Terra se formava a partir de material condrítico, o calor extremo fazia com que fosse esgotado seu carbono natural. Além de esclarecer o que tem sido um mistério contínuo na astronomia, este estudo também oferece uma nova visão sobre como a vida no Sistema Solar começou.
Basicamente, os pesquisadores especulam que os eventos de aquecimento instantâneo no Sistema Solar interno podem ter sido necessários para a vida aqui na Terra. Se houvesse muito carbono no material primordial que se uniu ao nosso planeta, o resultado poderia ter sido uma "overdose de carbono". Isso ocorre porque quando o carbono se oxida, forma dióxido de carbono, um importante gás de efeito estufa que pode levar a um efeito de aquecimento descontrolado.
Isto é o que os cientistas planetários acreditam que aconteceu com Vênus, onde a presença de CO2 abundante - combinada com sua maior exposição à radiação solar - levou ao ambiente infernal que existe hoje. Mas, na Terra, o CO2 foi removido da atmosfera pelo ciclo silicato-carbonato, que permitiu à Terra alcançar um ambiente equilibrado e de sustentação da vida.
"Se 100 vezes mais carbono permitiria a remoção efetiva do gás de efeito estufa é questionável, no mínimo", disse o Dr. Trieloff. "O carbono não podia mais ser armazenado em carbonatos, onde a maior parte do CO2 da Terra é armazenada hoje. Esse tanto de CO2 na atmosfera causaria um efeito estufa tão grave e irreversível que os oceanos evaporariam e desapareceriam. ”
É um fato bem conhecido que a vida aqui na Terra é baseada em carbono. No entanto, saber que as condições durante o início do Sistema Solar impediram uma overdose de carbono que poderia ter transformado a Terra em uma segunda Vênus é certamente interessante. Embora o carbono possa ser essencial para a vida como a conhecemos, muito pode significar a morte dele. Este estudo também pode ser útil quando se trata da busca pela vida em sistemas extra-solares.
Ao examinar estrelas distantes, os astrônomos poderiam perguntar: "as condições primordiais estavam suficientemente quentes no sistema interno para evitar uma overdose de carbono?" A resposta para essa pergunta pode ser a diferença entre encontrar uma Terra 2.0 ou outro mundo semelhante a Vênus!
