Como surgiu a água no planeta Terra?

Hemerson Brandão 27/10/2021

A maioria dos astrônomos acredita que os asteroides transportaram água para a Terra primitiva. Mas uma recente pesquisa sugere uma segunda fonte.

Todo mundo sabe que o nosso planeta é rico em água. Entretanto, a origem de toda essa água no planeta ainda é um tema bastante debatido entre os cientistas.

Atualmente, acredita-se que uma boa parte da água (não toda) tenha sido trazida para a Terra por meio de asteroides. O motivo para essa conclusão tem a ver com a assinatura química da água presente nos oceanos terrestres.

A proporção de deutério na água pode servir como uma assinatura química para indicar a origem do líquido.

O deutério é um isótopo de hidrogênio cujo núcleo contém um próton e um nêutron. O hidrogênio normal carece de nêutrons, então a água com deutério pesa mais do que a água comum. É por isso que ela é chamada de “água pesada”.

No caso dos oceanos da Terra, a proporção de deutério para o hidrogênio normal é bem próxima a encontrada em asteroides. Isso pode ser constatado a partir da análise de meteoritos. Cientistas descobriram que eles contêm hidrogênio suficiente para fornecer à Terra pelo menos três vezes a massa de água em seus oceanos.

Diante disso, seria fácil acreditar que toda a água veio dos asteroides. Entretanto, não é apenas nos oceanos que encontramos água.

Ao estudar amostras de água das profundezas da Terra, próximo da fronteira entre o núcleo e o manto, cientistas identificaram que elas têm uma proporção menor de deutério, indicando que podem não ter vindo de asteroides.

Como explicar essa diferença?

A partir de modelos matemáticos, pesquisadores propõem uma solução para a diferença na composição da água no planeta. Durante a infância da Terra, o hidrogênio e outros gases nobres (como hélio e néon) da nebulosa original foram atraídos para o embrião planetário, formando a primeira atmosfera.

Acredita-se que esse hidrogênio da nebulosa original continha menos deutério, sendo mais leve que o hidrogênio encontrado em asteroides.

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No início, a superfície da jovem Terra era apenas um oceano de lava derretida. Conforme o planeta crescia, esse hidrogênio nebular mais leve se dissolveu no ferro derretido e foi então atraído na direção do centro da Terra.

Já o isótopo mais pesado, o deutério, permaneceu na superfície, sendo enriquecido cada vez mais com os impactos de asteroides posteriores, que foram adicionando mais massa para o nosso planeta até ele atingir o tamanho atual.

Com isso, a Terra acumulou gases nobres em seu interior, com uma proporção de deutério para hidrogênio mais baixa em seu núcleo do que em seu manto e oceanos.

Como o oxigênio (o “O” da fórmula H2O) era abundante, qualquer que fosse a fonte de hidrogênio, o resultado final seria o acúmulo de água em nosso planeta. Além disso, os asteroides podem ter trazido água presa em minerais presentes na rocha.

Segundo um estudo publicado em 2018 no Journal of Geophysical Research: Planets, para cada 100 moléculas de água na Terra, uma ou duas devem ter vindo da nebulosa original, enquanto o restante teve origem nos asteroides.

Embora a nebulosa solar tenha sido o reservatório de hidrogênio predominante durante a formação do nosso planeta, a presença de hidrogênio na nebulosa solar era de apenas 21 partes por milhão (ppm), o que significa ser muito baixa para fornecer a maior parte da água no planeta.

Vale destacar ainda que a região próxima ao Sol era quente demais para que algum material se aglutinasse na forma de gelo ou a água se mantivesse estável. Em torno da Terra, o hidrogênio e outros elementos poderiam permanecer apenas como gás.

Como a nebulosa teve vida curta, a maioria dos cientistas suspeita que a Terra não teve tempo suficiente para coletar esses gases antes que eles escapassem para o espaço. É aí que a teoria dos asteroides novamente ganha força.

E os cometas?

Por mais que os cometas sejam grandes bolas de gelo viajando pelo Sistema Solar, eles não contribuiram significativamente para a água em nosso planeta.

Os cometas contêm uma grande quantidade de água e, em teoria, poderiam depositá-la em nosso planeta durante eventos de impacto. Porém, os cometas têm proporções mais altas de deutério para hidrogênio, então, na verdade, não são boas fontes de água.

Isso ficou claro quando a espaçonave europeia Giotto visitou o cometa Halley, em 1986, e missão Rosetta o 67P/Churyumov-Gerasimenko, em 2014. Os pesquisadores notaram que o conteúdo de água pesada nos cometas não era consistente com a água encontrada em nosso planeta.

Ou seja, por mais que os cometas possam ter trazido água para a Terra, eles não foram a principal fonte.

Acredita-se que grande parte da água da Terra tenha vindo de asteróides que impactaram o planeta no início de sua história. Crédito: NASA/Don Davis

Já os asteroides contêm uma combinação química muito melhor, assim como a nebulosa original, e que batem com a composição da água no planeta Terra.

De acordo com o estudo de 2018, a formação de água é provavelmente inevitável em planetas rochosos suficientemente grandes em outros sistemas estelares.

Isso implica que muitos exoplanetas podem ser banhados por água, o que aumenta as chances de que esses planetas tenham ambientes propícios para o surgimento da vida.

Água em estoque

Apesar da grande quantidade de água, cobrindo 70% da superfície do nosso planeta, a Terra pode ter um grande reservatório de água encrustado em minerais no interior das rochas.

Como a maior parte do manto da Terra é feita de rocha, estima-se que enormes quantidades de hidrogênio e oxigênio podem compor o seu interior.

Segundo estimativas dos pesquisadores, até 10 vezes a quantidade de água que encontramos nos oceanos superficiais da Terra podem ainda estar presas no manto terrestre.

Essa água em estoque pode atuar como uma espécie de lubrificante para as placas tectônicas, sendo importante para a manutenção da vida da Terra, pois recicla o dióxido de carbono na atmosfera, através das atividades vulcânicas, e mantém nosso planeta aquecido.

Resumindo, por mais que boa parte da água presente na Terra pode ter tido origem no bombardeio de asteroides que o planeta sofreu em sua infância, uma pequena parte dela surgiu da nebulosa de gás e poeira que formou o Sistema Solar.

A maioria dos astrônomos acredita nisso, entretanto, a questão da origem da água no planeta ainda está aberta ao debate, com outras teorias sendo desenvolvidas.

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