O Southwest Research Institute colaborou com a Universidade de Yale para resumir o notável progresso da comunidade científica no avanço do entendimento da formação e evolução dos planetas rochosos internos, conhecidos como planetas terrestres. O artigo na revista Nature foca no papel da acreção tardia na evolução de longo prazo dos planetas terrestres, incluindo suas distintas propriedades geoquímicas e geofísicas, bem como seu potencial para habitabilidade.
Os sistemas solares se formam quando nuvens de gás e poeira começam a se aglomerar. A gravidade atrai esses elementos, formando uma estrela central, como nosso Sol, cercada por um disco achatado de materiais em consolidação. Nossos planetas terrestres — Mercúrio, Vênus, Terra e Marte — foram formados quando objetos rochosos menores se acumularam, ou acrecionaram, em planetoides maiores e eventualmente protoplanetas, quando impactos tardios desempenharam contribuições críticas. A Terra foi provavelmente o último planeta terrestre a se formar, alcançando cerca de 99% de sua massa final em aproximadamente 60 a 100 milhões de anos após o início da consolidação dos primeiros sólidos.
“Examinamos o papel desproporcional que a acreção tardia — os últimos 1% do crescimento planetário — desempenha no controle da evolução de longo prazo da Terra e de outros planetas terrestres,” disse o autor principal do artigo, Dr. Simone Marchi, da Divisão de Ciência e Exploração do Sistema Solar do SwRI em Boulder, Colorado. “Diferenças nas acreções tardias dos planetas podem fornecer uma justificativa para interpretar suas propriedades distintas. Fizemos avanços na restrição da história das acreções tardias, utilizando simulações de impactos em grande escala e entendendo as consequências da evolução do interior, da crosta e da atmosfera.”
Uma recente abundância de dados geoquímicos provenientes de meteoritos e rochas terrestres levou a uma melhor compreensão da formação dos planetas. Com esses avanços, as colisões e suas várias consequências emergiram como processos cruciais que afetam a evolução de longo prazo dos planetas terrestres. Por exemplo, a tectônica, a composição atmosférica e a água de Vênus e da Terra parecem estar ligadas à acreção tardia. A variabilidade da superfície de Marte e a alta relação entre metal e sílica de Mercúrio também estão associadas a grandes impactos tardios.
“As histórias de impacto devem desempenhar um papel crítico na busca por exoplanetas habitáveis como a Terra,” disse Marchi. “A habitabilidade de um planeta rochoso depende da natureza de sua atmosfera, que está ligada à tectônica de placas e à exalação do manto. A busca pelo gêmeo da Terra pode se concentrar em planetas rochosos com propriedades de massa, raio e localização em zona habitável semelhantes, bem como uma história de colisões comparável.”
Modelos fornecem insights sobre o número total e a história dos impactos, mas a atividade geológica pode obscurecer algumas evidências. A comunidade científica utiliza impactos lunares, observações adicionais e modelos dinâmicos para entender melhor e “restringir” a história do bombardeio dos planetas rochosos.
“O destino do material de um impactador é crucial para entender a evolução física e química do corpo alvo,” disse Marchi. “Avaliamo-nos a abundância de certos elementos que têm afinidade com o metal no manto e na crosta de objetos planetários para entender o tempo e os processos que levaram à formação de seu núcleo, manto e crosta.”
Os impactos também modificam as atmosferas dos planetas terrestres de maneiras profundas, afetando particularmente a abundância de elementos voláteis, como água e carbono, que se vaporizarão facilmente. Colisões podem eliminar atmosferas pré-existentes ou, inversamente, impactadores ricos em voláteis podem entregar esses componentes à superfície e atmosfera de um planeta. A abundância de voláteis proporciona insights sobre a formação, evolução e habitabilidade dos planetas terrestres.
“Esses processos quase certamente desempenharam um papel na química prebiótica da Terra primitiva, mas suas implicações na origem da vida permanecem um mistério,” disse Marchi.