A água na Terra está intimamente ligada à origem da vida e à sua perpetuação em formas complexas. Encontramos esta importância em todas as cosmogonias, o que sublinha o quanto a explicação da sua presença no nosso Planeta azul fascina a mente humana. Alguns, como Arthur Clarke, até propuseram renomeá-lo como “Ocean Planet”. Em seu tempo, TalesTales de Mileto, o grande matemáticomatemático, astrônomoastrônomo e o filósofo grego, um dos Sete Sábios da Grécia antiga e presumível fundador da escola Milesiana de filosofia pré-socrática, chegou a acreditar que a água era o fundamento de todas as coisas.
Seus herdeiros modernos, os astrofísicosastrofísicos e cosmoquímicos também que lidam com exobiologia, buscam saber de onde pode vir a água do nosso planeta Oceano e há mais de 50 anos tentam elucidar esse enigma com telescópios, missões espaciais e espectrômetros de massa em laboratórios na Terra. Esta origem da água é pensada de forma indissociável da origem da Sistema solarSistema solar docolapsocolapso de um nuvemnuvem de gásgás e poeira em um galáxiagaláxia que evolui quimicamente desde o seu nascimento através supernovassupernovas. Podemos dizer que efetivamente passamos do mito à ciência, embora ainda nos escape parcialmente a solução final para o enigma da origem da água que nos constitui.
Por Sean Raymond, astrofísico do Laboratório de Astrofísica de Bordeaux. Um vídeo do curso educacional AstrobioEducação. © Sociedade Francesa de Exobiologia
Duas grandes classes de hipóteses foram propostas e, periodicamente, uma prevalece sobre a outra, sem que o debate seja encerrado.
Primeiro há a hipótese que atribui à Terra um estoque original de água durante sua formação. Estoque que estaria em seu casacocasaco que teria sido amplamente desgaseificado quando a atividade vulcânica do planeta era muito maior do que hoje, há mais de 4 bilhões de anosHadeanoHadeano. Vemos claramente, de facto, que os gases de vulcõesvulcões contém muito vapor de água, mas pode ser contaminaçãocontaminação mais tarde pela água da Terra.
Existe então a hipótese de uma origem extraterrestre, um abastecimento de água por um bombardeio de cometascometas ouasteróidesasteróides rico em água, ou mesmo pelo fluxo de micrometeoritos. O que pode favorecer esta hipótese é que agora parece bem estabelecido que um oceano de magmamagma existiu na superfície da Terra em seus primeiros dias, principalmente por causa de seu confronto com Theia, a pequeno planetapequeno planeta do tamanho de Marte, o que explicaria a formação do LuaLua. A Terra teria, portanto, perdido o seu estoque inicial de água, que teria sido renovado posteriormente. Também podemos simplesmente argumentar, com argumentos de apoio, que a formação da Terra se deu a partir de materiais pobres em água, o que implica uma contribuição após a sua formação.
Obviamente, podemos salientar que estas duas hipóteses não são realmente independentes, uma vez que a Terra vem doacreçãoacreção corpos rochosos e provavelmente também cometas. Na verdade, a origem da água é, em ambos os casos, extraterrestre e remonta às condições de formação dos corpos do Sistema Solar no disco protoplanetáriodisco protoplanetário inicial.
Apresentação do problema da origem da água terrestre por Laurette Piani, CRPG-CNRS, Universidade de Lorraine. Um vídeo do curso educacional AstrobioEducação. © Sociedade Francesa de Exobiologia
Uma linha de gelo variável
Hoje, uma nova variante da hipótese extraterrestre, que é a mais favorecida e que, portanto, envolve um fornecimento externo de água à jovem Terra durante os primeiros 100 milhões de anos da sua história, acaba de ser proposta num artigo publicado em Astronomia e Astrofísica por uma equipe liderada por um astrônomo do Observatório de Paris – PSL do Laboratório de Estudos Espaciais e Instrumentação em astrofísicaastrofísica (Lesoa – Observatório de Paris – PSL/CNRS/Universidade Sorbonne/Universidade Paris Cité). Como explica um comunicado de imprensa do Observatório de Paris, o novo modelo baseia-se em numerosas observações do Sistema Solar, bem como outras, feitas com oMatriz Milimétrica/submilimétrica Grande Atacama (abreviado para Alma, que também significa “alma” em espanhol), a rede de radiotelescópiosradiotelescópios gigante observador de ondas milimétricas, instalado no desertodeserto do Atacama, no norte do Chile.
Baseia-se também, segundo o mesmo comunicado, em “ dados precisos de medições isotópicas realizadas noatmosferaatmosfera da Terra, bem como observações recentes de asteróides (incluindo os resultados de missões espaciais que chegaram perto de asteróides como Hayabusa 2 e Osiris-REx) ”, que lembra ainda que “ Até agora, a teoria dominante presumia que corpos gelados, semelhantes a cometas, tinham atingido a Terra, trazendo água. No entanto, este cenário requer um “jogo de bilhar” cósmico, onde complexos mecanismos dinâmicos enviam estes objetos gelados em direção à Terra, num momento preciso e em quantidade suficiente. Para dizer o menos aleatório, este cenário é questionado quanto à sua robustez e à sua universalidade em todos os sistemas extrassolarextrassolar “.
A ideia para contornar alguns problemas teóricos sobre este assunto é a seguinte: não envolver o impacto de pequenos corpos celestes ricos em água, mas a formação de um novo disco gasoso após a dissipação do disco protoplanetário deixando um disco de detritos do sublimaçãosublimação gelo de asteróide além da linha de gelo. Lembre-se que em astrofísica e planetologia, a linha do gelo, também chamada de linha da neve, é a linha limite isotérmica além da qual um espécies químicasespécies químicas existem dados, sob condições de temperatura interplanetária, na forma sólidosólidoportanto “gelo” e em particular no caso da água. Abaixo desta linha, a espécie é encontrada na forma gasosa.
Um cenário testável com jovens cinturões de exo-asteróides
Vamos esclarecer um pouco. Tudo começou com asteróides gelados mas, desde a sua chegada ao sequência principalsequência principalo jovem SolSol vê-la brilhobrilho aumentar lentamente (isto também leva ao chamado paradoxo do jovem Sol fraco) e isto continua até hoje, de modo que em cerca de mil milhões de anos os oceanos da Terra chegarão ao ponto de ebulição.
A linha de gelo moveu-se, portanto, à medida que se movia em direção à parte “externa” do Sistema Solar, de modo que os asteróides gelados eram aquecidos e desgaseificados, tal como acontece com um cometa que se aproxima do Sol. Um disco de vapor d’água formou-se, portanto, ao redor do Sol. Lá modelagemmodelagem deste disco é semelhante ao de um disco de acréscimodisco de acréscimo com um gás viscoso. Com esse gás, as transferências de matériamatéria em direcção ao interior do Sistema Solar, de modo que a jovem Terra se viu imersa num envoltório de vapor de água que capturou, formando os seus primeiros oceanos.
Ao final, os pesquisadores obtiveram resultados não apenas qualitativos, mas também quantitativos. Assim, conseguiram encontrar o teor de água na Terra (com a relação D/H correta, veja o vídeo acima sobre este assunto) bem como em outros planetas e na Lua, sendo a água terrestre entregue entre 20 e 30 milhões de anos depois. o nascimento do Sol.
A conclusão do seu trabalho é que, nas suas próprias palavras, “ o transporte de água viscosa é inevitável e mais genérico do que o cenário de impacto. Sugerimos também que este é um processo universal que também pode ocorrer em sistemas extrasolares. As condições necessárias para que este cenário se desenvolva deveriam de fato estar presentes na maioria dos sistemas planetários: um disco protoplanetário opaco que é inicialmente frio o suficiente para a formação de gelo na região do cinturão de exo-asteróides, seguido por uma linha de neve natural movendo-se para fora, o que permite esse gelo inicial sublima após a dissipação do disco primordial, criando um disco de gás secundário viscoso e levando ao acúmulo de água no exoplanetasexoplanetas “.
Há um bônus, este modelo leva a uma previsão refutável porque tal disco aquosoaquoso poderia ser detectado em cinturões de exoasteróides jovens com Alma, se este cenário for genérico.
Por Hervé Cottin, astroquímico, professor universitário, LISA, Universidade de Paris Est Créteil/Universidade de Paris/CNRS. Estamos sozinhos no universo? Você já deve ter se perguntado… Podemos encontrar respostas em filmes, literatura ou quadrinhos de ficção científica e nosso imaginário é povoado por criaturas extraterrestres! Mas o que a ciência diz sobre isso? O site AstrobioEducation convida você a descobrir a exobiologia, uma ciência interdisciplinar que visa estudar a origem da vida e sua pesquisa em outras partes do Universo. Através de uma jornada educacional dividida em 12 etapas, pesquisadores de diferentes disciplinas ajudarão você a entender como a ciência funciona para responder às fascinantes questões sobre as origens da vida e suas pesquisas em outros lugares que não a Terra. © Sociedade Francesa de Exobiologia
