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GRANDE PARTE DO AZOTO DA TERRA ERA DE ORIGEM LOCAL
26 de janeiro de 2021

 


O disco protoplanetário solar foi separado em dois reservatórios, com o material do Sistema Solar interior tendo uma concentração mais baixa de azoto-15 e o material do Sistema Solar exterior sendo rico em azoto-15. A composição isotópica do azoto da Terra atual está entre os dois, de acordo com uma nova investigação, que mostra que veio de ambos os reservatórios.
Crédito: Amrita P. Vyas

 

De onde veio o azoto da Terra? Cientistas da Universidade Rice mostram que uma fonte primordial do elemento indispensável à vida estava perto de casa.

As assinaturas isotópicas de azoto em meteoritos de ferro revelam que a Terra provavelmente recolheu o seu azoto não apenas da região para lá da órbita de Júpiter, mas também da poeira no disco protoplanetário interno.

O azoto é um elemento volátil que, como o carbono, o hidrogénio e o oxigénio, torna possível a vida na Terra. A determinação da sua origem fornece pistas não apenas sobre como os planetas rochosos se formaram na região interior do nosso Sistema Solar, mas também sobre a dinâmica de discos protoplanetários distantes.

O trabalho pelo estudante da Universidade Rice e autor principal, Damanveer Grewal, pelo docente Rajdeep Dasgupta e pelo geoquímico Bernard Marty da Universidade de Lorraine, França, foi publicado na revista Nature Astronomy.

O seu estudo ajuda a resolver um longo debate sobre a origem dos elementos voláteis essenciais à vida na Terra e noutros corpos rochosos do Sistema Solar.

"Os investigadores sempre pensaram que a parte mais interior do Sistema Solar, dentro da órbita de Júpiter, era demasiado quente para o azoto e para outros elementos voláteis se condensarem como sólidos, o que significa que os elementos voláteis no disco interno estavam no estado gasoso," disse Grewal.

Dado que as "sementes" dos planetas rochosos atuais, conhecidas como protoplanetas, cresceram no disco interno por meio da acreção de poeira de origem local, ele disse que pareciam não conter azoto ou outros voláteis, necessitando uma entrega a partir do Sistema Solar exterior. Um estudo anterior da equipa sugeriu que grande parte deste material rico em voláteis veio para a Terra por meio da colisão que formou a Lua.

Mas novas evidências mostram claramente que apenas parte do azoto do planeta veio de para lá de Júpiter.

Nos últimos anos, os cientistas analisaram elementos não voláteis em meteoritos, incluindo meteoritos de ferro que ocasionalmente caem na Terra, para mostrar que a poeira no Sistema Solar interior e exterior tinha composições isotópicas completamente diferentes.

"Esta ideia de reservatórios separados só foi desenvolvida para elementos não voláteis," disse Grewal. "Queríamos ver se isso também é verdade para os elementos voláteis. Se assim for, pode ser usado para determinar de qual reservatório os voláteis dos planetas rochosos atuais vieram."

Os meteoritos ferrosos são remanescentes dos núcleos de protoplanetas que se formaram ao mesmo tempo que as sementes dos planetas rochosos atuais, tornando-se a cartada essencial que os autores usaram para testar a sua hipótese.

Os cientistas encontraram uma assinatura isotópica distinta do azoto na poeira que banhou os protoplanetas interiores cerca de 300.000 anos após a formação do Sistema Solar. Todos os meteoritos de ferro do disco interno continham uma concentração mais baixa do isótopo de azoto-15, enquanto os do disco externo eram ricos em azoto-15.

Isto sugere que, nos primeiros milhões de anos, o disco protoplanetário dividiu-se em dois reservatórios, o externo rico no isótopo de azoto-15 e o interno rico no isótopo azoto-14.

"O nosso trabalho muda completamente a narrativa atual," disse Grewal. "Mostrámos que os elementos voláteis estavam presentes na poeira do disco interno, provavelmente na forma de material orgânico refratário, desde o início. Isto significa que, ao contrário do entendimento atual, as sementes dos planetas rochosos atuais - incluindo a Terra - não estavam desprovidos de voláteis."

Dasgupta disse que a descoberta é significativa para aqueles que estudam a potencial habitabilidade dos exoplanetas, um tópico de grande interesse pessoal como investigador do CLEVER Planets, um projeto colaborativo financiado pela NASA que explora como os elementos essenciais à vida podem juntar-se em exoplanetas distantes.

"Pelo menos para o nosso próprio planeta, sabemos agora que todo o orçamento de azoto não vem apenas de materiais do Sistema Solar exterior," disse Dasgupta, professor de Ciências da Terra, Ambientais e Planetárias da Universidade Rice.

"Mesmo que outros discos protoplanetários não tenham o tipo de migração de planetas gigantes que resulta na infiltração de materiais ricos em voláteis das zonas externas, os seus planetas rochosos internos mais próximos da estrela ainda podem adquirir voláteis das suas zonas vizinhas," concluiu.

 


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Impressão de artista que mostra um disco protoplanetário de poeira e gás em torno de uma estrela jovem. Uma nova investigação mostra que o azoto da Terra veio das regiões internas e externas do disco que formou o nosso Sistema Solar, ao contrário das teorias anteriores.
Crédito: NASA/JPL-Caltech


// Universidade Rice (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Saiba mais

Sistema Solar:
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia

Formação e evolução do Sistema Solar:
Wikipedia

Meteoritos:
Wikipedia
Meteoritos ferrosos (Wikipedia)

Azoto:
Wikipedia
Isótopos de azoto (Wikipedia)

 
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