O potássio da Terra chegou pelo serviço de entrega de meteoritos descobre uma nova pesquisa liderada por Nicole Nie e Da Wang, da Carnegie. Seu trabalho, publicado em Ciência, mostra que alguns meteoritos primitivos contêm uma mistura diferente de isótopos de potássio do que aqueles encontrados em outros meteoritos processados quimicamente. Esses resultados podem ajudar a elucidar os processos que moldaram nosso Sistema Solar e determinaram a composição de seus planetas.
“As condições extremas encontradas nos interiores estelares permitem que as estrelas fabriquem elementos usando a fusão nuclear”, explicou Nie, um ex-pós-doutorado da Carnegie agora no Caltech. “Cada geração estelar semeia a matéria-prima da qual nascem as gerações subsequentes e podemos traçar a história desse material ao longo do tempo.”
Parte do material produzido no interior das estrelas pode ser ejetado para o espaço, onde se acumula como uma nuvem de gás e poeira. Mais de 4,5 bilhões de anos atrás, uma dessas nuvens entrou em colapso sobre si mesma para formar o nosso Sol.
Os remanescentes desse processo formaram um disco giratório ao redor da estrela recém-nascida. Eventualmente, os planetas e outros objetos do Sistema Solar se fundiram a partir dessas sobras, incluindo os corpos-mãe que mais tarde se separaram para se tornarem asteróides e meteoritos.
“Ao estudar as variações no registro isotópico preservado nos meteoritos, podemos rastrear os materiais de origem a partir dos quais eles se formaram e construir uma linha do tempo geoquímica da evolução do nosso Sistema Solar”, acrescentou Wang, que agora está na Universidade de Tecnologia de Chengdu.
Cada elemento contém um número único de prótons, mas seus isótopos têm números variados de nêutrons. A distribuição de diferentes isótopos do mesmo elemento pelo Sistema Solar é um reflexo da composição da nuvem de material da qual o Sol nasceu. Muitas estrelas contribuíram para essa chamada nuvem molecular solar, mas suas contribuições não foram uniformes, o que pode ser determinado pelo estudo do conteúdo isotópico dos meteoritos.
Wang e Nie – junto com os colegas de Carnegie Anat Shahar, Zachary Torrano, Richard Carlson e Conel Alexander – mediram as proporções de três isótopos de potássio em amostras de 32 meteoritos diferentes.
O potássio é particularmente interessante porque é o que chamamos de elemento moderadamente volátil, chamado por ter pontos de ebulição relativamente baixos que os fazem evaporar com bastante facilidade. Como resultado, é um desafio procurar padrões que antecedem o Sol nas proporções isotópicas dos voláteis – eles simplesmente não permanecem nas condições quentes de formação de estrelas por tempo suficiente para manter um registro facilmente legível.
“No entanto, usando instrumentos muito sensíveis e adequados, encontramos padrões na distribuição de nossos isótopos de potássio que foram herdados de materiais pré-solares e diferiram entre os tipos de meteoritos”, disse Nie.
Eles descobriram que alguns dos meteoritos mais primitivos chamados condritos carbonáceos, que se formaram no Sistema Solar externo, continham mais isótopos de potássio produzidos por enormes explosões estelares, chamadas supernovas. Enquanto outros meteoritos – aqueles que caem com mais frequência na Terra, chamados condritos não carbonáceos – contêm as mesmas proporções de isótopos de potássio vistas em nosso planeta natal e em outras partes do Sistema Solar interno.
“Isso nos diz que, como uma massa de bolo mal misturada, não havia uma distribuição uniforme de materiais entre os limites externos do Sistema Solar, onde os condritos carbonáceos se formaram, e o Sistema Solar interno, onde vivemos”, concluiu Shahar.
Durante anos, a Carnegie Earth e os cientistas planetários trabalharam para revelar as origens dos elementos voláteis da Terra. Alguns desses elementos podem ter sido transportados para cá desde o Sistema Solar externo nas costas de condritos carbonáceos. No entanto, uma vez que o padrão dos isótopos de potássio pré-solares encontrados em condritos não carbonáceos coincide com o observado na Terra, esses meteoritos são a provável fonte de potássio do nosso planeta.
“Só recentemente os cientistas desafiaram uma crença antiga de que as condições na nebulosa solar que deu origem ao nosso Sol eram quentes o suficiente para queimar todos os elementos voláteis”, acrescentou Shahar. “Esta pesquisa fornece novas evidências de que os voláteis podem sobreviver à formação do Sol”.
Mais pesquisas são necessárias para aplicar esse novo conhecimento aos nossos modelos de formação de planetas e ver se ele ajusta quaisquer crenças antigas sobre como a Terra e seus vizinhos surgiram.
Este trabalho foi apoiado por uma bolsa de estudos da NASA NESSF, bolsas de pós-doutorado Carnegie e uma bolsa inicial Carnegie Postdoc × Postdoc (P2).
Com informações de Science Daily.
