p Por muitas razões, Vênus é às vezes referido como "gêmeo da Terra" (ou "planeta irmão, "dependendo de para quem você pergunta). Como a Terra, é terrestre (ou seja, rochoso) na natureza, composto de minerais de silicato e metais que são diferenciados entre um núcleo de ferro-níquel e manto e crosta de silicato. Mas quando se trata de suas respectivas atmosferas e campos magnéticos, nossos dois planetas não poderiam ser mais diferentes. p Por algum tempo, os astrônomos têm se esforçado para responder por que a Terra tem um campo magnético (que permite reter uma atmosfera densa) e Vênus não. De acordo com um novo estudo conduzido por uma equipe internacional de cientistas, pode ter algo a ver com um grande impacto ocorrido no passado. Visto que Vênus parece nunca ter sofrido tal impacto, nunca desenvolveu o dínamo necessário para gerar um campo magnético.

p O estudo, intitulado "Formação, estratificação, e mistura dos núcleos da Terra e Vênus, "apareceu recentemente na revista científica Letras Planetárias da Terra e da Ciência . O estudo foi liderado por Seth A. Jacobson, da Northwestern University, e incluiu membros do Observatório de la Côte d "Azur, a Universidade de Bayreuth, o Instituto de Tecnologia de Tóquio, e a Carnegie Institution de Washington.

p Para o bem de seu estudo, Jacobson e seus colegas começaram a considerar como os planetas terrestres se formam. De acordo com os modelos mais amplamente aceitos de formação de planetas, planetas terrestres não são formados em um único estágio, mas de uma série de eventos de acréscimo caracterizados por colisões com planetesimais e embriões planetários - a maioria dos quais têm núcleos próprios.

p Estudos recentes sobre física mineral de alta pressão e dinâmica orbital também indicaram que os núcleos planetários desenvolvem uma estrutura estratificada à medida que se agregam. A razão para isso tem a ver com a forma como uma maior abundância de elementos leves são incorporados ao metal líquido durante o processo, que então afundaria para formar o núcleo do planeta à medida que as temperaturas e a pressão aumentassem.

p Tal núcleo estratificado seria incapaz de convecção, que se acredita ser o que permite o campo magnético da Terra. O que mais, tais modelos são incompatíveis com estudos sismológicos que indicam que o núcleo da Terra consiste principalmente de ferro e níquel, enquanto cerca de 10 por cento de seu peso é composto de elementos leves - como silício, oxigênio, enxofre, e outros. Seu núcleo externo é igualmente homogêneo, e composto basicamente pelos mesmos elementos.

p Como o Dr. Jacobson explicou à Universe Today por e-mail:

p "Os planetas terrestres cresceram a partir de uma sequência de eventos de acréscimo (impacto), portanto, o núcleo também cresceu em vários estágios. A formação do núcleo em vários estágios cria uma estrutura de densidade estratificada em camadas no núcleo porque os elementos leves são cada vez mais incorporados nas adições posteriores do núcleo. Elementos leves como O, Si, e S cada vez mais se divide em líquidos formadores de núcleo durante a formação do núcleo, quando as pressões e temperaturas são mais altas, portanto, eventos posteriores de formação do núcleo incorporam mais desses elementos ao núcleo porque a Terra é maior e as pressões e temperaturas são, portanto, mais altas.

p "Isso estabelece uma estratificação estável que impede um geodinamo de longa duração e um campo magnético planetário. Esta é a nossa hipótese para Vênus. No caso da Terra, pensamos que o impacto de formação da lua foi violento o suficiente para misturar mecanicamente o núcleo da Terra e permitir que um geodinamo de longa duração gere o campo magnético planetário de hoje. "

p Para aumentar este estado de confusão, estudos paleomagnéticos foram conduzidos que indicam que o campo magnético da Terra existe há pelo menos 4,2 bilhões de anos (cerca de 340 milhões de anos depois de formado). Como tal, surge naturalmente a questão de saber o que poderia explicar o estado atual de convecção e como ele surgiu. Para o bem de seu estudo, Jacobson e sua equipe considerando a possibilidade de um impacto massivo ser responsável por isso. Jacobson indicou:

p "Os impactos energéticos misturam mecanicamente o núcleo e, portanto, podem destruir a estratificação estável. A estratificação estável evita a convecção que inibe um geodinamo. A remoção da estratificação permite que o dínamo opere."

p Basicamente, a energia desse impacto teria abalado o núcleo, criando uma única região homogênea dentro da qual um geodinamo de longa duração poderia operar. Dada a idade do campo magnético da Terra, isso é consistente com a teoria do impacto de Theia, onde se acredita que um objeto do tamanho de Marte colidiu com a Terra 4,51 bilhões de anos atrás e levou à formação do sistema Terra-lua.

p Este impacto pode ter feito com que o núcleo da Terra passasse de estratificado para homogêneo, e ao longo dos próximos 300 milhões de anos, as condições de pressão e temperatura podem ter causado a diferenciação entre um núcleo interno sólido e um núcleo externo líquido. Graças à rotação no núcleo externo, o resultado foi um efeito dínamo que protegeu nossa atmosfera enquanto ela se formava.

p As sementes desta teoria foram apresentadas no ano passado na 47ª Conferência de Ciências Lunar e Planetária em The Woodlands, Texas. Durante uma apresentação intitulada "Mistura Dinâmica de Núcleos Planetários por Impactos Gigantes, "Dr. Miki Nakajima da Caltech - um dos co-autores deste último estudo - e David J. Stevenson da Carnegie Institution of Washington. Na época, eles indicaram que a estratificação do núcleo da Terra pode ter sido redefinida pelo mesmo impacto que formou a lua.

p Foi o estudo de Nakajima e Stevenson que mostrou como os impactos mais violentos podem agitar o núcleo dos planetas no final de sua acumulação. Com base nisso, Jacobson e os outros co-autores aplicaram modelos de como a Terra e Vênus se agregaram a partir de um disco de sólidos e gás em torno de um proto-sol. Eles também aplicaram cálculos de como a Terra e Vênus cresceram, com base na química do manto e do núcleo de cada planeta por meio de cada evento de acréscimo.

p O significado deste estudo, em termos de como se relaciona com a evolução da Terra e o surgimento da vida, não pode ser subestimado. Se a magnetosfera da Terra é o resultado de um impacto energético tardio, então, esses impactos podem muito bem ser a diferença entre nosso planeta ser habitável ou ser muito frio e árido (como Marte) ou muito quente e infernal (como Vênus). Como Jacobson concluiu:

p "Os campos magnéticos planetários protegem os planetas e a vida no planeta da radiação cósmica prejudicial. um impacto violento e gigante é necessário para um campo magnético planetário, então tal impacto pode ser necessário para a vida. "

p Olhando além do nosso sistema solar, este artigo também tem implicações no estudo de planetas extra-solares. Aqui também, a diferença entre um planeta ser habitável ou não pode se resumir a impactos de alta energia que fazem parte da história inicial do sistema. No futuro, ao estudar planetas extra-solares e procurar sinais de habitabilidade, os cientistas podem muito bem ser forçados a fazer uma pergunta simples:"Foi atingido com força suficiente?"