A Terra e Marte nasceram há 4,5 mil milhões de anos a partir da nuvem giratória de gás e poeira que acabaria por se tornar o nosso Sistema Solar.

No entanto, a maneira exata como os planetas se formaram continua a ser uma das questões mais controversas da ciência planetária.

Agora, investigadores da Universidade de Copenhaga estão a acrescentar novas evidências ao debate. Utilizando uma abordagem inovadora, reconstruíram as fases iniciais da formação dos planetas através da análise da sua composição química.

E os resultados surpreenderam-nos.

"O resultado mais surpreendente foi que a Terra e Marte parecem ter-se formado de maneiras diferentes. Seria de esperar que dois planetas formados lado a lado no mesmo Sistema Solar partilhassem uma história de formação mais semelhante", afirma o professor Anders Johansen, que estuda a formação planetária no Globe Institute, da Universidade de Copenhaga. Ele coliderou o novo estudo com o professor assistente Haiyang Wang.

O nascimento de Marte e da Terra

Atualmente, os investigadores concordam, de forma geral, que os planetas se formam principalmente de uma de duas maneiras, ou através de uma combinação de ambos os processos:

Os planetas surgem quando rochas espaciais gigantes, conhecidas como planetesimais, colidem, ou quando essas grandes rochas acumulam partículas mais pequenas, um processo conhecido como acreção de seixos.

Os cientistas planetários ainda não chegaram a um consenso sobre qual dos dois processos, ou uma combinação dos mesmos, explicaria melhor a formação de planetas rochosos como a Terra e Marte.

Os investigadores responsáveis pelo novo estudo pensam que as suas descobertas apoiam o chamado modelo híbrido. No entanto, o estudo vai um passo além e fornece uma explicação mais precisa sobre como a Terra e Marte se formaram há 4,5 mil milhões de anos.

"Pelo menos 75 por cento da massa da Terra parece ter origem em dois planetas jovens, conhecidos como protoplanetas, que cresceram através da acreção de seixos, enquanto os planetesimais contribuíram com até 25 por cento. Em contraste, cerca de três-quartos da massa de Marte parecem provir de planetesimais, sendo que o restante quarto tem origem na acreção de seixos", afirma Haiyang Wang.

A química planetária revela o passado

Para compreender como os planetas se formaram há milhares de milhões de anos, os cientistas têm de basear-se nos vestígios que ainda hoje existem.

No novo estudo, os investigadores examinaram de perto elementos específicos nas camadas exteriores dos planetas: a crosta e o manto. Focaram-se particularmente nos chamados elementos voláteis, que evaporam com relativa facilidade a altas temperaturas, tais como o sódio, o zinco e o potássio.

Segundo os investigadores, a presença ou ausência destes elementos funciona como uma impressão digital química que revela os processos pelos quais os planetas passaram durante a sua formação. Utilizando modelos computacionais avançados, conseguem então determinar quais os cenários de formação que constituem as explicações mais prováveis para as origens da Terra e de Marte.

"É um verdadeiro trabalho de detetive descobrir o que aconteceu naquela altura, quando a maioria das evidências desapareceu há muito tempo. Mas mesmo após 4,5 mil milhões de anos, as composições dos mantos da Terra e de Marte permanecem as mesmas. Podemos considerá-las como uma impressão do processo de formação", afirma Anders Johansen.

Os investigadores salientam que os seus modelos computacionais contêm incertezas. Por exemplo, a composição química exata dos blocos de construção originais do nosso Sistema Solar, que eventualmente deram origem à Terra e a Marte, continua a ser desconhecida.

Consequentemente, os modelos baseiam-se em vários pressupostos. No entanto, mesmo tendo em conta essas hipóteses, a conclusão principal mantém-se inalterada.

"As percentagens exatas podem variar ligeiramente, mas as nossas análises indicam consistentemente que a Terra e Marte se formaram de duas maneiras diferentes. O nosso método proporciona uma maneira mais precisa e direta de compreender a formação planetária do que a abordagem baseada em isótopos, mais amplamente utilizada, que muitas vezes pode ser interpretada de várias maneiras", afirma Haiyang Wang.

Pode ajudar na procura por planetas habitáveis

Os investigadores também vislumbram aplicações para além do nosso próprio Sistema Solar.

Várias futuras missões espaciais têm como objetivo descobrir e estudar planetas semelhantes à Terra.

Compreender as composições químicas desses planetas é importante para avaliar se são potencialmente habitáveis, salientam os investigadores.

"Se compreendermos como os planetas perdem elementos voláteis durante a sua formação, também podemos melhor prever a quantidade de água e outras substâncias essenciais à vida que acabam por reter", afirma Anders Johansen.

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

Quer saber mais?

Terra:
NASA
Wikipedia
The Nine Planets

Marte:
NASA
Wikipedia
The Nine Planets

Formação de planetas rochosos:
Wikipedia