Renderização artística de uma grande colisão na Terra primitiva. Crédito:SwRI / Marchi.
Cientistas do Southwest Research Institute modelaram recentemente o período prolongado de bombardeio após a formação da Lua, quando sobras de planetesimais golpearam a Terra. Com base nessas simulações, os cientistas teorizam que objetos do tamanho da lua entregaram mais massa à Terra do que se pensava anteriormente.
No início de sua evolução, A Terra sofreu um impacto com outro grande objeto, e a Lua se formou a partir dos detritos resultantes ejetados em um disco orbital da Terra. Seguiu-se um longo período de bombardeio, o chamado "acréscimo tardio, "quando grandes corpos impactaram a Terra, entregando materiais que foram agregados ou integrados ao jovem planeta.
"Modelamos as colisões massivas e como os metais e silicatos foram integrados à Terra durante este 'estágio de acreção tardia, 'que durou centenas de milhões de anos após a formação da Lua, "disse a Dra. Simone Marchi do SwRI, autor principal de um Nature Geoscience artigo descrevendo esses resultados. "Com base em nossas simulações, a massa de acreção tardia entregue à Terra pode ser significativamente maior do que se pensava anteriormente, com consequências importantes para a evolução inicial do nosso planeta. "
Anteriormente, os cientistas estimaram que os materiais dos planetesimais integrados durante o estágio final da formação do planeta terrestre representaram cerca de meio por cento da massa atual da Terra. Isso se baseia na concentração de elementos altamente "siderófilos" - metais como ouro, platina e irídio, que têm afinidade com o ferro - no manto da Terra. A abundância relativa desses elementos no manto aponta para acreção tardia, depois que o núcleo da Terra se formou. Mas a estimativa assume que todos os elementos altamente siderófilos entregues pelos impactos posteriores foram retidos no manto.
Esta animação mostra uma colisão entre um projétil de 3.000 km de diâmetro com a Terra primitiva, a uma velocidade de 19 km / s. À direita:Interação de projéteis e materiais terrestres. Verde indica partículas de silicato (do manto e projétil da Terra), o branco indica partículas metálicas do núcleo do projétil. Castanho claro indica partículas do núcleo da Terra. Esquerda:o mesmo de antes, mas agora as cores das partículas refletem a temperatura. Crédito:SwRI / Marchi.
O acúmulo tardio pode ter envolvido grandes projéteis diferenciados. Esses impactadores podem ter concentrado os elementos altamente siderófilos principalmente em seus núcleos metálicos. Novas simulações de impacto de alta resolução por pesquisadores do SwRI e da Universidade de Maryland mostram que porções substanciais do núcleo de um grande planetesimal podem descer até, e ser assimilado em, o núcleo da Terra - ou ricocheteie de volta ao espaço e escape totalmente do planeta. Ambos os resultados reduzem a quantidade de elementos altamente siderófilos adicionados ao manto da Terra, o que implica que duas a cinco vezes mais material pode ter sido entregue do que se pensava anteriormente.
"Essas simulações também podem ajudar a explicar a presença de anomalias isotópicas em amostras de rochas terrestres antigas, como komatiíta, uma rocha vulcânica, "disse o co-autor do SwRI, Dr. Robin Canup." Essas anomalias eram problemáticas para modelos de origem lunar que implicam em um manto bem misturado após o impacto gigante. Propomos que pelo menos algumas dessas rochas podem ter sido produzidas muito depois do impacto de formação da Lua, durante o acréscimo tardio. "
Formação de uma heterogeneidade do manto da Terra induzida por impacto. A figura mostra a localização do núcleo do projétil (marrom escuro) e partículas do manto (verde). As partículas da Terra não são mostradas para maior clareza, enquanto as meias-esferas vermelha e cinza indicam o núcleo e a superfície da Terra, respectivamente. O cone amarelo define uma região, ou domínio, de alta concentração de material do núcleo do projétil. A inserção mostra a imagem de um komatiita, uma rocha vulcânica derivada do manto, com o padrão característico de olivina spinifex devido ao rápido resfriamento na superfície. Esses tipos ou rochas podem sondar domínios do manto enriquecido com projéteis que se formaram no início da história da Terra. Crédito:SwRI / Marchi. Crédito da imagem Komatiite:Departamento de Ciências da Terra e Atmosféricas, University of Alberta.
O papel, "Entrega heterogênea de silicato e metal para a Terra por grandes planetesimais, "foi publicado em 4 de dezembro online em Nature Geoscience .
Heterogeneidades composicionais dirigidas por colisões. As figuras mostram a localização das partículas do núcleo do projétil (marrom escuro) e do manto (verde). As partículas da Terra não são mostradas para maior clareza, enquanto as meias-esferas vermelha e cinza indicam o núcleo e a superfície da Terra, respectivamente. As simulações correspondem a diâmetros de projéteis de 1400 km (a, c) e 4800 km (b, d); ângulos de impacto de 45 graus (a, b) e frontal (c, d), velocidade de impacto de 19 km / s (a, b) e 14 km / s (c, d). Cones amarelos definem regiões de concentrações de material de projétil. Os vetores de orientação são mostrados no canto inferior esquerdo de cada painel:eixo x (vermelho), eixo y (azul), eixo z (verde). Crédito:SwRI / Marchi.
Imagem de seção fina de um komatiita na luz transmitida. Tamanho horizontal de aproximadamente 2 cm. Crédito:Departamento de Ciências da Terra e Atmosféricas, University of Alberta.
