A megacolisão planetária que pode ter formado a Lua e tornado possível a vida na Terra

Estudo americano executa 1 bilhão de cenários diferentes em modelagens de computador para chegar a versão mais possível do que deve ter acontecido há 4,4 bilhões de anos: uma colisão de planeta do tamanho de Marte com a Terra.

Talvez você já tenha se deparado com alguma teoria maluca dizendo que nós descendemos de alienígenas. De certa forma, essa ideia pode estar certa.

Não significa que fomos criados por homenzinhos verdes como esses que habitam o imaginário da ficção científica, é claro. Mas, de acordo com um estudo desenvolvido por pesquisadores da Universidade Rice, no Texas, Estados Unidos, e publicado na quarta-feira pelo periódico científico Science Advances, uma colisão planetária ocorrida há 4,4 bilhões de anos trouxe para nosso planeta os elementos fundamentais para o surgimento da vida.

"Nosso estudo indica que a Terra adquiriu sua cota de elementos essenciais à vida em um estágio muito tardio de sua acreção, possivelmente por meio do mesmo impacto que formou a Lua", afirma à BBC News Brasil o geólogo e cientista planetário Damanveer Grewal.

Em astrofísica, acreção é o nome que se dá ao acúmulo de material na superfície de um astro por conta da ação da gravidade.

"Como a Terra tem uma longa história de crescimento, espaçada por acúmulos de vários milhões de anos, impactos gigantescos devem ter desempenhado um papel primordial na origem da vida em nosso planeta", prossegue o cientista.

'Elementos-chave para a vida'

Em entrevista à BBC News Brasil, o geólogo e cientista planetário Rajdeep Dasgupta, lembrou que "carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, enxofre e fósforo são os cinco elementos-chave para a vida como a conhecemos".

"Sem carbono, nitrogênio e enxofre, não é possível produzir os hidrocarbonetos, aminoácidos e proteínas necessários à vida. Portanto, nos concentramos na origem de alguns desses elementos fundamentais", explica ele. "Não podemos descartar a possibilidade de que a Terra tenha adquirido sua dose necessária de elementos essenciais à vida sem ter sofrido episódios de impactos gigantescos. No entanto, o inventário relativo de carbono, nitrogênio e enxofre na porção acessível do nosso planeta aponta para sua origem através de um impacto gigantesco, como sugerido em nosso estudo."

Viemos do espaço

Conforme contextualizam os pesquisadores, a partir do estudo de meteoritos primitivos há muito se sabe que planetas rochosos como a Terra são, originalmente, escassos de materiais voláteis. "O momento e o mecanismo que levou a Terra a adquirir tais elementos suscita entusiasmantes debates", diz Dasgupta. "Nosso cenário pode explicar tal fenômeno de forma consistente com todas as evidências geoquímicas."

Os pesquisadores compilaram resultados de uma série de experimentos realizados sob altas temperatura e pressão em um laboratório especializado na Universidade Rice. Ali, eles simularam reações geoquímicas que devem ter ocorrido na Terra há bilhões de anos.

Partiram de uma teoria já existente, de que os voláteis da Terra seriam originários de uma colisão com um planeta cujo núcleo era rico em enxofre - denominado como "planeta doador".

"Nosso principal desafio foi explicar por que a superfície da Terra têm uma relação de carbono para nitrogênio que é nitidamente mais alta do que a dos meteoritos primitivos", comenta Grewal. "Nossos experimentos mostraram que se o núcleo de um planeta rochoso é rico em enxofre, então o carbono é expelido dele numa proporção maior do que o nitrogênio."

Nessas simulações, os cientistas concluíram que para o efeito ter sido assim, esse tal "planeta doador" teria de ter o tamanho aproximado de Marte. Uma colisão gigantesca, portanto. Deste tamanho, tudo indica ter sido a mesma colisão que formou a Lua.

O grande impacto

A teoria mais aceita hoje em dia pela comunidade científica para explicar a formação da Lua é aquela chamada de hipótese do grande impacto. Apresentada em 1975 por pesquisadores do Instituto de Ciências Planetários de Tucson e do Instituto Harvard-Smithsonian de Astrofísica, a teoria conclui que há 4,4 bilhões de anos um planeta mais ou menos do tamanho de Marte, chamado Theia, chocou-se com a Terra.

"Impactos planetários ocorrem ao longo da história de um sistema solar", explica o professor Dasgupta. "Impactos assim ocorrem até hoje, embora com uma frequência muito menor e com os planetas que se chocam geralmente sendo muito menores em tamanho. Os impactos planetários foram muito mais frequentes nas primeiras dezenas de milhões de anos da história do Sistema Solar. Naquela época, o disco protoplanetário ainda estava evoluindo e órbitas de vários corpos ainda estavam sendo estabelecidas."

A gigantesca colisão, a cerca de 40 mil quilômetros por hora, não teria sido frontal - mas sim, de lado. Do impacto, uma grande quantidade de material se desprendeu formando a Lua. Acredita-se que 90 por cento da composição lunar seja originária do antigo planeta Theia.

A teoria aponta que o material que deu origem à Lua se estabilizou a cerca de 22 mil quilômetros da Terra 27 horas após a colisão - a distância atual da Terra à Lua hoje é de 385 mil quilômetros.

O resto da Theia foi incorporado pela Terra. E, como acabam de comprovar em laboratório dos cientistas, este material trouxe condições para o surgimento da vida no planeta. "A conclusão de que o corpo volátil da Terra foi originário de um planeta do tamanho de Marte veio da combinação de nossas medições experimentais, onde mostramos como o carbono e o nitrogênio podem ser separados uns dos outros durante a formação do núcleo de um planeta com um núcleo rico em enxofre", afirma o professor Dasgupta. "Essas simulações comprovaram que a maior probabilidade de obter carbono, nitrogênio e enxofre são quando o tamanho do corpo de colisão é o de um grande planeta."

Para chegar a tal conclusão, os cientistas realizaram modelagens de computador. Foram executados cerca de 1 bilhão de cenários diferentes, com condições conhecidas do Sistema Solar, até que os resultados indicassem uma versão mais possível do que realmente deve ter acontecido. "Então descobrimos todas as evidências - assinaturas isotópicas, relação entre carbono e nitrogênio e quantidades totais de carbono, nitrogênio e enxofre na Terra - consistentes com o impacto de formação da Lua: um planeta do tamanho de Marte com núcleo rico em enxofre", afirma Grewal.

"Realizamos mais de um bilhão de simulações numéricas para calcular a composição e a massa do planeta que deve ter fornecido os voláteis para a Terra. Nossas simulações previram um planeta do tamanho de Marte e com características específicas. Todas as restrições de massa e composição apontam para o momento coincidente ao da formação da Lua", resume o pesquisador.

"Isto também explica por que a Terra e a Lua são geoquimicamente similares", completa Dasgupta.

Vida em outros planetas

Dasgupta afirma que compreender como a vida se formou na Terra pode ajudar na pesquisa sobre fenômenos semelhantes em outros planetas. "O estudo indica que um planeta rochoso semelhante à Terra tem mais chances de adquirir elementos essenciais à vida se se formar e crescer a partir de impactos gigantescos com planetas que tenham elementos diferentes em sua composição", comenta.

É uma dica na hora de mirar os telescópios para o espaço, sem dúvida.