Uma equipe de cientistas internacionais liderada pelo pesquisador da ETH Paolo Sossi ganhou novos insights sobre a atmosfera da Terra de 4,5 bilhões de anos atrás. Seus resultados têm implicações para as possíveis origens da vida na Terra.

Quatro bilhões e meio de anos atrás, A Terra teria sido difícil de reconhecer. Em vez das florestas, montanhas e oceanos que conhecemos hoje, a superfície do nosso planeta estava inteiramente coberta por magma - o material rochoso derretido que surge quando os vulcões entram em erupção. Com isso a comunidade científica concorda. O que é menos claro é como era a atmosfera na época. Novos esforços de pesquisa internacional liderados por Paolo Sossi, pesquisador sênior da ETH Zurich e do NCCR PlanetS, tentativa de levantar alguns dos mistérios da atmosfera primitiva da Terra. Os resultados foram publicados hoje na revista. Avanços da Ciência .

Fazendo magma em laboratório

"Quatro bilhões e meio de anos atrás, o magma trocava gases constantemente com a atmosfera subjacente, “Sossi começa a explicar.” O ar e o magma influenciaram um ao outro. Então, você pode aprender um com o outro. "

Para aprender sobre a atmosfera primitiva da Terra, que era muito diferente do que é hoje, os pesquisadores, portanto, criaram seu próprio magma no laboratório. Eles fizeram isso misturando um pó que combinava com a composição do manto derretido da Terra e aquecendo-o. O que parece simples exigia os avanços tecnológicos mais recentes, como Sossi aponta:"A composição de nosso pó semelhante a um manto dificultava o derretimento - precisávamos de temperaturas muito altas de cerca de 2, 000 ° Celsius. "

Isso exigia um forno especial, que foi aquecido por um laser e dentro do qual os pesquisadores podiam levitar o magma, deixando fluxos de misturas de gás fluírem em torno dele. Essas misturas de gases eram candidatas plausíveis para a atmosfera primitiva que, como 4,5 bilhões de anos atrás, influenciou o magma. Assim, com cada mistura de gases que fluía em torno da amostra, o magma ficou um pouco diferente.

"A principal diferença que procuramos foi o quão oxidado o ferro dentro do magma se tornou, "Sossi explica. Em palavras menos precisas:quão enferrujado. Quando o ferro encontra o oxigênio, ele oxida e se transforma no que comumente chamamos de ferrugem. Assim, quando a mistura de gás que os cientistas sopraram sobre seu magma continha muito oxigênio, o ferro dentro do magma tornou-se mais oxidado.

Este nível de oxidação do ferro no magma resfriado deu a Sossi e seus colegas algo que eles poderiam comparar com as rochas que ocorrem naturalmente que compõem o manto da Terra hoje - os chamados peridotitos. A oxidação do ferro nessas rochas ainda tem a influência da atmosfera primitiva impressa nelas. A comparação dos peridotitos naturais com os do laboratório, portanto, deu aos cientistas pistas sobre qual das suas misturas de gás se aproximava da atmosfera primitiva da Terra.

Uma nova visão do surgimento da vida

"O que descobrimos foi que, após o resfriamento do estado de magma, a jovem Terra tinha uma atmosfera ligeiramente oxidante, com dióxido de carbono como seu principal constituinte, bem como nitrogênio e um pouco de água, "Relatórios Sossi. A pressão de superfície também foi muito maior, quase cem vezes maior que hoje e a atmosfera estava muito mais alta, devido à superfície quente. Essas características o tornaram mais semelhante à atmosfera de Vênus de hoje do que à da Terra de hoje.

Este resultado tem duas conclusões principais, de acordo com Sossi e seus colegas:O primeiro é que a Terra e Vênus começaram com atmosferas bastante semelhantes, mas o último posteriormente perdeu sua água devido à maior proximidade com o sol e as temperaturas mais altas associadas. Terra, Contudo, manteve sua água, principalmente na forma de oceanos. Estes absorveram muito do CO ₂ do ar, reduzindo assim o CO ₂ níveis significativamente.

A segunda conclusão é que uma teoria popular sobre o surgimento da vida na Terra agora parece muito menos provável. Este chamado "experimento Miller-Urey", em que os relâmpagos interagem com certos gases (principalmente amônia e metano) para criar aminoácidos - os blocos de construção da vida - teria sido difícil de perceber. Os gases necessários simplesmente não eram suficientemente abundantes.