Por que há água na Terra?

12 de fevereiro de 2021 por Laurette Piani e Guillaume Paris

De onde vêm o hidrogênio e o oxigênio que compõem a água da Terra? Crédito: NASA Goddard/Flickr , CC BY

A água é essencial para a vida como a conhecemos e parece completamente normal ter água ao nosso redor. No entanto, a Terra é o único planeta conhecido a ser coberto por oceanos. Sabemos exatamente de onde veio sua água?

Esta não é uma pergunta simples: há muito se pensava que a Terra se formava seca – sem água, por causa de sua proximidade com o Sol e das altas temperaturas quando o sistema solar se formou. Neste modelo, a água poderia ter sido trazida para a Terra por cometas ou asteroides colidindo com a Terra. Uma origem tão complexa para a água provavelmente significaria que nosso planeta é único no universo.

No entanto, em um estudo de 2020 , mostramos que a água – ou pelo menos seus componentes, hidrogênio e oxigênio – pode estar presente nas rochas que inicialmente formaram a Terra. Se for assim, é mais provável que outros "planetas azuis" com água líquida existam em outros lugares.

Água na Terra, água dentro da Terra

A água líquida cobre mais de 70% da superfície da Terra, com cerca de 95,6% em oceanos e mares , e os 4% restantes em geleiras, calotas polares, águas subterrâneas, lagos, rios, umidade do solo e atmosfera.

Mas a maior parte da água da Terra está no subsolo: entre uma e dez vezes o volume dos oceanos está contido no manto.

Na superfície da Terra, "água" significa dois hidrogênios para cada oxigênio (H 2 0), enquanto o que chamamos de "água" no manto corresponde ao hidrogênio incorporado em minerais, magmas e fluidos. Este hidrogênio pode se ligar ao oxigênio circundante para formar água nas condições apropriadas de temperatura e pressão.

Toda a água da superfície da Terra continha uma esfera de 1.300 km de diâmetro, ou seja, do tamanho da Alemanha de norte a sul. Crédito: Howard Perlman, USGS; Jack Cook, Instituição Oceanográfica de Woods Hole; Adam Nieman

Embora a água represente menos de 0,5% da massa da Terra, ela é fundamental para a evolução do próprio planeta e para a vida em sua superfície.

No início do sistema solar, havia muito hidrogênio, principalmente na forma de gás di-hidrogênio (H 2 ), ou ligado a átomos de oxigênio para formar água (H 2 O). No entanto, a Terra e os outros planetas rochosos (Mercúrio, Vênus e Marte) se formaram perto do Sol, onde era quente demais para que a água se incorporasse à rocha como gelo: ela teria evaporado. Então, por que a Terra agora tem tanta água, tanto em seu manto quanto em sua superfície?

A hipótese predominante: hidrogênio entregue à Terra por asteróides hidratados

Alguns meteoritos, chamados condritos, provêm de pequenos asteroides que, ao contrário dos planetas, não evoluíram geologicamente desde sua formação. Eles são boas testemunhas dos primeiros milhões de anos do sistema solar.

Os condritos carbonáceos , por exemplo, formaram-se longe o suficiente do Sol para conter inicialmente gelo de água (todos os quais foram incorporados em minerais hidratados por meio de alteração hidrotermal). Em contraste, os condritos comuns e enstatíticos se formaram mais próximos do Sol onde a água era gasosa e foi incorporada em grandes quantidades nas rochas: como os planetas rochosos, os condritos comuns e enstatíticos são considerados "secos".

Até agora, a hipótese aceita era que a Terra se formou a partir de materiais secos e que sua água foi fornecida por corpos celestes que se formaram mais longe do sol: meteoritos hidratados, como condritos carbonáceos ou cometas - embora esta última hipótese tenha sido recentemente frustrada pela Sonda espacial da ESA Rosetta .

O sistema solar começou como uma nuvem de gás e poeira, da qual os planetas e corpos planetários se formaram pela aglomeração de poeira. Nas baixas pressões do meio interplanetário, a incorporação de água em corpos planetários depende da temperatura circundante: acima de -184 graus Fahrenheit, a água está em sua forma de vapor e não se aglomera com outros sólidos. Crédito: Laurette Piani

Outra origem para a água da Terra?

Nosso estudo conta uma história diferente. Analisamos o hidrogênio em condritos enstatíticos. Lembre-se que estes estão entre os nossos melhores análogos para as rochas que formaram a Terra, então as concentrações de hidrogênio nessas rochas "secas" sugerem a possível presença de água durante a formação da Terra.

Comparamos a composição da Terra e a dos condritos de enstatita observando as quantidades de vários isótopos (átomos do mesmo elemento, mas contendo diferentes números de nêutrons). Descobrimos que, embora os condritos de enstatita não contenham minerais hidratados, eles contêm pequenas quantidades de hidrogênio com uma razão isotópica consistente com a da Terra. Acredita-se que o hidrogênio esteja presente em pequenas quantidades (<0,1%) nos minerais e compostos orgânicos que se aglomeraram para formar condritos enstatíticos, explicando de onde vem a maior parte da água contida no manto da Terra e em parte dos oceanos. A maior parte da água da Terra (mais precisamente seus elementos, hidrogênio e oxigênio) pode estar presente desde o início.

Quais são as consequências de uma origem local da água?

Isso não nos diz quando os oceanos apareceram na superfície da Terra, mas agora sabemos que a água da Terra não foi necessariamente fornecida por corpos hidratados que se formaram muito longe do Sol. No entanto, ainda não entendemos de que forma(s) e por qual processo o hidrogênio foi incorporado e armazenado nas rochas do sistema solar interno.

A presença de hidrogênio nas rochas do sistema solar interno é particularmente importante porque poderia ter sido uma fonte de água para os outros planetas rochosos (Mercúrio, Vênus e Marte). Rochas semelhantes poderiam então representar uma fonte de água para planetas que orbitam outros sóis, uma condição para desenvolver a vida, pelo menos a vida como a conhecemos.

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original . Esta história faz parte do Science X Dialog , onde os pesquisadores podem relatar as descobertas de seus artigos de pesquisa publicados. Visite esta página para obter informações sobre o ScienceX Dialog e como participar.

Os condritos C contêm uma alta proporção de carbono (até 3%), que está na forma de grafite , carbonatos e compostos orgânicos, incluindo aminoácidos . Além disso, eles contêm água e minerais que foram modificados pela influência da água. ^[2]

Os condritos carbonáceos não foram expostos a temperaturas mais elevadas, de modo que dificilmente são alterados por processos térmicos. Alguns condritos carbonáceos, como o meteorito Allende , contêm inclusões ricas em cálcio e alumínio (CAIs). Estes são compostos que emergiram cedo da nebulosa solar primordial , condensaram-se e representam os minerais mais antigos formados no sistema solar . ^[3] [4]

Alguns condritos carbonáceos primitivos, como o condrito CM Murchison , contêm minerais pré-solares, incluindo moissanita ( carboneto de silício natural ) e minúsculos diamantes do tamanho de nanômetros que aparentemente não foram formados em nosso sistema solar. Esses minerais pré-solares provavelmente foram formados durante a explosão de uma supernova próxima ou na vizinhança de uma gigante vermelha pulsante (mais precisamente: uma chamada estrela AGB ) antes de entrarem na nuvem de matéria da qual nosso sistema solar foi formado. Essas explosões de estrelas liberam ondas de pressão que podem condensar nuvens de matéria em seu entorno, levando à formação de novas, estrelas e sistemas solares. ^[5]

Outro condrito carbonáceo, o meteorito Flensburg (2019), fornece evidências da primeira ocorrência conhecida de água líquida no jovem sistema solar até hoje. ^[6] [7]

Composição e classificação [ editar ]

Alguns condritos carbonáceos. Da esquerda para a direita: Allende, Yukon e Murchison.

Os condritos carbonáceos são agrupados de acordo com composições distintas que refletem o tipo de corpo parental do qual se originaram. Esses grupos de condritos C são agora nomeados com uma designação CX padrão de duas letras , onde C significa "carbonáceo" (outros tipos de condritos não começam com esta letra) mais uma letra maiúscula no local X , que muitas vezes é o primeira letra do nome de um meteorito proeminente - muitas vezes o primeiro a ser descoberto - no grupo. Esses meteoritos são frequentemente nomeados pelo local onde caíram, não dando nenhuma pista sobre a natureza física do grupo. Grupo CH, onde H é para "alto metal" é até agora a única exceção. Veja abaixo as derivações de nomes de cada grupo.

Vários grupos de condritos carbonáceos, notadamente os grupos CM e CI , contêm altas porcentagens (3% a 22%) de água , ^[8] bem como compostos orgânicos . São compostos principalmente por silicatos , óxidos e sulfetos , sendo os minerais olivina e serpentina característicos. A presença de produtos químicos orgânicos voláteis e água indica que eles não sofreram aquecimento significativo (> 200 °C) desde que foram formados, e suas composições são consideradas próximas à da nebulosa solar da qual o Sistema Solarcondensado. Outros grupos de condritos C, por exemplo, condritos CO, CV e CK, são relativamente pobres em compostos voláteis, e alguns deles sofreram aquecimento significativo em seus asteróides de origem.

Grupo CI [ editar ]

Este grupo, batizado em homenagem ao meteorito Ivuna (Tanzânia), tem composições químicas próximas às medidas na fotosfera solar (além de elementos gasosos, e elementos como o lítio que estão sub-representados na fotosfera do Sol em comparação com sua abundância em CI condritos). Nesse sentido, são quimicamente os meteoritos mais primitivos conhecidos. ^[ 

Os condritos CI normalmente contêm uma alta proporção de água (até 22%), ^[8] e matéria orgânica na forma de aminoácidos ^[9] e PAHs . ^[10] A alteração aquosa promove uma composição de filossilicatos hidratados , magnetita e cristais de olivina ocorrendo em uma matriz preta, e uma possível ausência de côndrulos . Acredita-se que eles não tenham sido aquecidos acima de 50 ° C (122 ° F), indicando que eles se condensaram na parte externa mais fria da nebulosa solar.

Seis condritos CI foram observados caindo: Ivuna , Orgueil , Alaïs , Tonk , Revelstoke e Flensburg . Vários outros foram encontrados por equipes de campo japonesas na Antártida. Em geral, a extrema fragilidade dos condritos CI os torna altamente suscetíveis ao intemperismo terrestre e não sobrevivem na superfície da Terra por muito tempo depois de caírem.

Revelando os segredos das propriedades físicas da água

Pesquisa da Unesp em Rio Claro é publicada na Scientific Reports, do grupo Nature

26/08/2019 por: IGCE e ACI Unesp

Patos em lago parcialmente congelado na Johannes Kepler University Linz, na Áustria

 

A água pode ser considerada a substância mais conhecida entre nós. Mesmo os menos interessados em ciência têm conhecimento da sua fórmula química: H2O. É responsável pela manutenção da vida na Terra e harmonia do meio ambiente, utilizada tanto na nossa higiene pessoal quanto para regar plantas, “matar” a sede, entre outras tantas aplicações.

Quando fervemos a água para preparar um café ou um chá estamos diante de uma mudança de estado físico da água, chamada evaporação: passagem de uma substância da fase líquida para a fase gasosa.

Analogamente, quando colocamos a água na forma líquida no congelador e a mesma passa à fase sólida, temos aqui a solidificação, a formação do gelo.

Este processo ocorre em temperaturas em torno de 0°C (zero grau Celsius). No entanto, em condições apropriadas, é possível se resfriar a água abaixo de 0°C e ainda manter a fase líquida. Ou seja, podemos ter a água ainda na forma líquida abaixo de 0°C. Esta é a chamada fase “super-resfriada” da água, cujo entendimento constitui tópico atual de pesquisa científica.

Em trabalho recente, publicado no periódico científico internacional Scientific Reports, do grupo Nature, pesquisa desenvolvida na Unesp revelou através de um modelo teórico que existe um segundo ponto crítico na fase super-resfriada da água.  

O artigo completo publicado pela Scientific Reports, intitulado “Enhanced Grüneisen Parameter in Supercooled Water”, pode ser lido neste link.

Essencialmente, um ponto crítico pode ser entendido como uma condição física em que várias grandezas físicas, como a chamada expansão térmica e compressibilidade, possuem comportamento anômalo.
Um outro efeito interessante que pode ser observado com relação às vizinhanças do ponto crítico da água é o fenômeno de opalescência crítica. Neste caso, os “tamanhos relativos” da fase gasosa e da fase líquida da água coexistem em diferentes percentuais que variam conforme as condições de temperatura e pressão.

Este efeito é o responsável pela aparência transparente do gelo quando água é previamente aquecida a altas temperaturas e posteriormente solidificada em ambientes isolados, onde não há presença significativa de oxigênio.

Os pesquisadores aplicaram o mesmo modelo para sistemas supercondutores à base de ferro e os resultados obtidos sugerem a existência de um ponto crítico para estes sistemas também. Ainda, considerando seu caráter universal, o modelo pode ser estendido para diversos outros sistemas de interesse.

A pesquisa foi liderada pelo professor Mariano de Souza, do Departamento de Física do Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE) da Unesp em Rio Claro. Assinam também o artigo o estudante de doutorado Gabriel Gomes, da USP, e o renomado físico americano H. Eugene Stanley, da Boston University.

O docente da Unesp teve o primeiro contato com a Teoria de Percolação, que possui relação com fenômenos críticos, em 1995 e desde então trabalha no tema.

“Temos a perspectiva de aplicar o referido modelo teórico para outros sistemas que apresentam duas escalas de energia”, afirma o professor do IGCE. “Em suma, o modelo é universal e pode ser aplicado para qualquer sistema que seja descrito por duas escalas de energia”, diz Mariano de Souza.
Mais informações sobre o grupo de pesquisa podem ser obtidas na página do Solid State Physics Group. O grupo oferece amplas oportunidades de pesquisa.

Diamantes revelam água no manto profundo

Um novo estudo analisando as propriedades estruturais e químicas de diamantes de várias localidades da África e da China encontrou inclusões de gelo-VII, uma forma de água cristalizada criada sob alta pressão que nunca antes foi encontrada na natureza. Crédito: Marilyn Chung / Berkeley Lab.   

 

As inclusões nos diamantes muitas vezes as tornam indesejáveis ​​para os consumidores, mas podem fornecer aos pesquisadores visões impressionantes da composição da Terra. Recentemente, cientistas sondando amostras de diamante para a presença de dióxido de carbono tropeçaram ao invés de inclusões de gelo-VII - um tipo de água cristalizada que se forma a pressões muito altas, e nunca antes foi encontrada na natureza.

A descoberta das inclusões geladas, relatada na Science, poderia fornecer novos insights sobre a água no manto profundo e sua relação com o suprimento global de água. "As regiões ricas em água no manto mais profundo da Terra são suspeitas de desempenhar um papel no orçamento global de água", escreveu Oliver Tschauner, um mineralogista da Universidade de Nevada, Las Vegas, e seus colegas no estudo. O Ice-VII "aponta para locais ricos em fluido na zona de transição superior [a uma profundidade de cerca de 410 km] e em torno do limite de 660 km". 

 

"Este estudo revela algo incomum", diz Evan Smith, geólogo de diamantes do Instituto Gemológico da América, que não esteve envolvido no estudo. "Vimos uma variedade de diferentes fluidos aquosos formadores de diamantes presos em diamantes litosféricos, mas não em diamantes superdeep" - aqueles que se originam a mais de 200 quilômetros de profundidade. "Qualquer evidência de água no interior da Terra, no manto convectivo, é uma descoberta importante", acrescenta Smith. "Ainda não está claro quanta água é armazenada no manto, qual é o seu papel e como isso pode estar relacionado à água na superfície."

A equipe de Tschauner usou difração de raios-X e outras técnicas, incluindo análise infravermelha, para examinar a estrutura e a química dos diamantes da África e da China e descobriu inclusões de gelo-VII em 13 delas. A descoberta demonstra que as inclusões não são isoladas de diamantes formados em apenas uma região, e que os diamantes profundos podem ser mais comuns do que se pensava anteriormente, disse Tschauner em um comunicado. Até agora, apenas 60 diamantes provenientes de profundidades superiores a 300 quilômetros haviam sido encontrados.


No entanto, Smith observa que “em comparação com outros diamantes superdeep, estes diamantes contendo gelo VII não parecem ter outras inclusões típicas que representam minerais de alta pressão como a granada majorítica. 

 

Assim, por enquanto, a origem do "superdeep" dos diamantes contendo o gelo-VII é baseada inteiramente em cálculos de pressão a partir de dados de difração de raios X ", diz ele. Inclusões Ice-VII permanecem em altas pressões dentro de seus diamantes hospedeiros, permitindo aos pesquisadores usar o conhecimento da estrutura do gelo-VII para determinar as pressões mínimas nas quais os diamantes se formaram. A análise química, especificamente o estado de nitrogênio no interior dos diamantes, revelou informações sobre as temperaturas, que, juntamente com a pressão, foram usadas pelos pesquisadores para determinar as profundidades em que os diamantes se formaram.


"De 13 ocorrências de gelo-VII, oito caem em um intervalo de pressão estreita de 8 a 12 gigapascals", com uma outra amostra tendo formado a uma pressão de cerca de 6 gigapascals, e mais dois formando em cerca de 24 a 25 gigapascals, eles escreveram .   Estas observações implicam que os diamantes foram formados em "regiões no manto profundo, onde o fluido aquoso estava presente durante o seu crescimento", acrescentam. 

 

Acredita-se que os diamantes com as maiores pressões retidas tenham se formado a 800 quilômetros abaixo da superfície da Terra.   Steven Shirey, geoquímico do Instituo Carnegie for Science em Washington, D.C., que estuda diamantes profundos, mas não se envolveu com o estudo, diz achar a pesquisa "bastante nova, porque a preservação de uma pressão residual tão alta é inesperada".


No entanto, Shirey diz que os diamantes no estudo “são pouco caracterizados e difíceis de entender. Uma é de uma localidade desconhecida para transportar esses diamantes superprotegidos ”. Em outros, diz ele, a química do nitrogênio é“ difícil de explicar ”.   

 

 "Não está imediatamente claro como conectar essas descobertas a outros diamantes e outros estudos até agora", diz Smith. O estudo "tem pessoas coçando a cabeça", mas vai levar os outros a tentar replicar e construir sobre essas descobertas.

Novo modelo físico explica de onde veio a água da Terra

16 de outubro de 2017

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Munidos da lei da gravitação universal de Newton (cuja publicação completou 330 anos em 2017) e de pesados recursos computacionais (para poder aplicar a lei a mais de 10 mil corpos em interação), um jovem pesquisador brasileiro e seu antigo supervisor de pós-doutorado acabam de propor um novo modelo físico para explicar a origem da água na Terra e nos demais objetos de tipo terrestre do Sistema Solar.

Objetos deslocados para o interior do Sistema Solar devido ao crescimento de Júpiter teriam levado à região a maior parte do acervo hídrico atualmente existente (imagem: Nasa)

 

O artigo assinado por ambos, Origin of water in the inner Solar System: Planetesimals scattered inward during Jupiter and Saturn's rapid gas accretion, foi publicado na revista Icarus.
Os autores são André Izidoro, da Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá da Universidade Estadual Paulista (Unesp) – bolsista FAPESP na modalidade Apoio a Jovens Pesquisadores –, e o astrofísico norte-americano Sean Raymond, do Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, na França.

“A ideia de que a água da Terra veio predominantemente por meio de asteroides não é nova. Ela é praticamente consensual entre os pesquisadores. Nosso trabalho não é pioneiro em relação a isso. O que conseguimos foi associar esse aporte de asteroides ao processo de formação de Júpiter. E, com base no modelo resultante, ‘entregar à Terra’ quantidades de água consistentes com os valores estimados atualmente”, disse Izidoro à Agência FAPESP.

O valor de água existente na Terra varia muito de uma estimativa a outra. Usando como unidade de medida o “oceano terrestre”, o que corresponde a toda a água dos oceanos da Terra, alguns falam em três a quatro “oceanos terrestres”. Outros, em dezenas. A variação decorre do fato de não se saber quanta água existe no manto do planeta. E nem mesmo na crosta, aprisionada no interior das rochas. De qualquer forma, o modelo proposto dá conta do amplo leque de estimativas.

“Convém afastar logo a ideia de uma Terra que recebeu toda a sua água por meio do impacto de cometas oriundos de regiões muito distantes. Tais ‘entregas’ também ocorreram, mas sua contribuição foi posterior e percentualmente muito menos importante. A maior parte da água chegou à região atualmente ocupada pela órbita da Terra antes que o planeta tivesse se constituído”, disse Izidoro.

Para entender “como”, vale recapitular o cenário definido pelo modelo convencional de formação do Sistema Solar, acrescentando o novo modelo relativo ao aporte de água. A condição inicial é uma gigantesca nuvem de gás e poeira cósmica. Devido a algum tipo de perturbação gravitacional ou turbulência local, essa nuvem entra em colapso e passa a ser atraída por uma determinada região de seu interior, que configura um centro.

Com o aporte de matéria, o centro torna-se tão massivo e aquecido que, cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, entra em processo de fusão nuclear, transformando-se em estrela. Enquanto isso, a nuvem remanescente continua a orbitar o centro e seu material se aglutina, formando um disco, que posteriormente se fragmenta, definindo os nichos protoplanetários.

“Estima-se que, nesse disco, a região rica em água se localizava a partir de algumas unidades astronômicas de distância do Sol. Na região interior, mais próxima da estrela, a temperatura era alta demais para que a água pudesse se acumular, exceto talvez em muito pequena quantidade, na forma de vapor”, explicou Izidoro.

Por definição, a unidade astronômica (AU) é a distância média da Terra ao Sol. Entre 1,8 AU e 3,2 AU localiza-se atualmente o Cinturão de Asteroides, com centenas de milhares de objetos. Nessa faixa, os asteroides que ocupam a região entre 1,8 AU e 2,5 AU são predominantemente pobres em água, enquanto a maioria daqueles situados além de 2,5 AU são ricos. O processo de formação de Júpiter pode explicar a origem dessa divisão, de acordo com o pesquisador.

“O tempo transcorrido entre a formação do Sol e a completa dissipação do disco gasoso foi bastante curto, na escala cosmogônica: de apenas 5 milhões a no máximo 10 milhões de anos.

E a formação de planetas gasosos tão massivos quanto Júpiter e Saturno só pode ter ocorrido durante essa fase de juventude do Sistema Solar. Então, foi durante essa fase que o rápido crescimento de Júpiter perturbou gravitacionalmente milhares de planetesimais ricos em água, deslocando-os de suas órbitas originais”, disse Izidoro.

Estima-se que Júpiter possua um núcleo sólido, com massa equivalente a algumas vezes a massa da Terra. Esse núcleo sólido é recoberto por um extenso e massivo envoltório gasoso. Júpiter só pode ter adquirido tal envoltório durante a fase da nebulosa solar, quando o sistema estava em formação e havia enorme quantidade de material gasoso disponível.

Devido à vultosa massa do embrião de Júpiter, o processo de aquisição do gás, por atração gravitacional, foi muito rápido. Nas vizinhanças do planeta gigante em formação, situados além da “linha de gelo”, milhares de planetesimais [corpos rochosos semelhantes a asteroides] orbitavam o centro do disco, atraindo-se, simultaneamente, uns aos outros.
O rápido aumento da massa de Júpiter rompeu o precário equilíbrio gravitacional desse sistema de muitos corpos. Vários planetesimais foram engolidos pelo Proto-Júpiter. Outros, enviados para os confins do Sistema Solar. E uma pequena fração, arremessada para a região interior do disco, entregando água para o material que, mais tarde, formaria os planetas terrestres e constituiria o Cinturão de Asteroides.

“O período de formação da Terra é datado entre 30 milhões e 150 milhões de anos após a formação do Sol. Quando isso ocorreu, a região do disco onde nosso planeta se constituiu já dispunha de bastante água, entregue pelos planetesimais deslocados por Júpiter e também por Saturno. Admite-se que uma pequena fração da água existente na Terra tenha chegado mais tarde, mediante o choque de cometas e asteroides. E que uma fração ainda menor possa ter-se formado localmente, por meio de processos físico-químicos endógenos. Mas a maior parte da água veio com os planetesimais”, disse Izidoro.

A afirmação sustenta-se no modelo construído por ele e seu antigo supervisor. “Com o emprego de supercomputadores, simulamos a interação gravitacional entre os múltiplos corpos por meio de integradores numéricos, em linguagem Fortran. E introduzimos uma modificação para incluir os efeitos do gás presente no meio durante a época de formação dos planetas. Isso porque, além de todas as interações gravitacionais em cena, os planetesimais sofreram também a ação do chamado ‘arrasto gasoso’, que é, basicamente, um ‘vento’ em sentido contrário ao do movimento – o mesmo tipo de efeito que um ciclista percebe ao se deslocar, decorrente da colisão das moléculas do ar com seu corpo”, descreveu o pesquisador.

O “arrasto gasoso” fez com que as órbitas dos planetesimais deslocados por Júpiter, inicialmente muito alongadas, fossem, pouco a pouco, “circularizadas”. Foi tal efeito que implantou esses objetos na zona que corresponde atualmente ao Cinturão de Asteroides.

Um parâmetro fundamental para esse tipo de simulação é a massa total da nebulosa solar no início do processo. Para chegar a esse número, Izidoro e Raymond utilizaram um modelo proposto no início da década de 1970. Ele parte do levantamento da massa de todos os objetos atualmente observados no Sistema Solar.

Para compensar as perdas decorrentes da ejeção de matéria durante a fase de formação do sistema, o modelo corrige as massas atuais dos diferentes objetos, fazendo com que suas proporções de elementos pesados (oxigênio, carbono etc.) e de elementos leves (hidrogênio, hélio etc.) fiquem iguais às do Sol. Isso com base na hipótese de que o disco de gás e o Sol tinham a mesma composição. Feitas as alterações, obtém-se a massa presumível da nuvem primitiva.
“Além disso, nosso novo modelo considerou também os diferentes tamanhos dos atuais asteroides, que vão de quilômetros a centenas de quilômetros de extensão, porque o gás tende a afetar mais os asteroides menores”, disse Izidoro.
A simulação feita a partir destas considerações pode ser vista no vídeo a seguir: