Um novo estudo de um meteorito antigo contradiz o pensamento atual sobre como planetas rochosos como a Terra e Marte adquirem elementos voláteis como hidrogênio, carbono, oxigênio, nitrogênio e gases nobres à medida que se formam. O trabalho é publicado em 16 de junho na Science .
Uma suposição básica sobre a formação de planetas é que os planetas primeiro coletam esses voláteis da nebulosa em torno de uma estrela jovem, disse Sandrine Péron, uma estudiosa de pós-doutorado que trabalha com o professor Sujoy Mukhopadhyay no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade da Califórnia, Davis.

Como o planeta é uma bola de rocha derretida neste ponto, esses elementos inicialmente se dissolvem no oceano de magma e depois desgaseificam de volta à atmosfera. Mais tarde, meteoritos condríticos colidindo com o jovem planeta liberam materiais mais voláteis.

Assim, os cientistas esperam que os elementos voláteis no interior do planeta reflitam a composição da nebulosa solar, ou uma mistura de voláteis solares e meteoríticos, enquanto os voláteis na atmosfera virão principalmente de meteoritos. Essas duas fontes – solar vs. condrítica – podem ser distinguidas pelas proporções de isótopos de gases nobres, em particular o criptônio.

Marte é de especial interesse porque se formou de forma relativamente rápida – solidificando-se cerca de 4 milhões de anos após o nascimento do Sistema Solar, enquanto a Terra levou de 50 a 100 milhões de anos para se formar.

“Podemos reconstruir a história da entrega volátil nos primeiros milhões de anos do Sistema Solar”, disse Péron.

Meteorito do interior de Marte

Alguns meteoritos que caem na Terra vêm de Marte. A maioria vem de rochas superficiais que foram expostas à atmosfera de Marte. O meteorito Chassigny, que caiu na Terra no nordeste da França em 1815, é raro e incomum porque acredita-se que represente o interior do planeta.

Ao fazer medições extremamente cuidadosas de quantidades diminutas de isótopos de criptônio em amostras do meteorito usando um novo método estabelecido no Laboratório de Gás Nobre da UC Davis, os pesquisadores puderam deduzir a origem dos elementos na rocha.

"Por causa de sua baixa abundância, os isótopos de criptônio são difíceis de medir", disse Péron.

Surpreendentemente, os isótopos de criptônio no meteorito correspondem aos de meteoritos condríticos, não à nebulosa solar. Isso significa que os meteoritos estavam entregando elementos voláteis ao planeta em formação muito antes do que se pensava anteriormente, e na presença da nebulosa, revertendo o pensamento convencional.

"A composição do interior marciano para o criptônio é quase puramente condrítica, mas a atmosfera é solar", disse Péron. "É muito distinto."

Os resultados mostram que a atmosfera de Marte não pode ter se formado puramente por desgaseificação do manto, pois isso lhe daria uma composição condrítica. O planeta deve ter adquirido atmosfera da nebulosa solar, depois que o oceano de magma esfriou, para evitar uma mistura substancial entre gases condríticos interiores e gases solares atmosféricos.

Os novos resultados sugerem que o crescimento de Marte foi concluído antes que a nebulosa solar fosse dissipada pela radiação do Sol. Mas a irradiação também deve ter explodido a atmosfera nebular em Marte, sugerindo que o criptônio atmosférico deve ter sido preservado de alguma forma, possivelmente preso no subsolo ou nas calotas polares.

"No entanto, isso exigiria que Marte estivesse frio logo após sua acreção", disse Mukhopadhyay. “Embora nosso estudo aponte claramente para os gases condríticos no interior de Marte, também levanta algumas questões interessantes sobre a origem e composição da atmosfera primitiva de Marte”.

Péron e Mukhopadhyay esperam que seu estudo estimule mais trabalhos sobre o tema. + Explorar mais

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