Por que há água na Terra?
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.
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 .
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 . 
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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 ]
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.
