Parte do manto da Terra sobreviveu ao cataclismo que originou a Lua

Dois estudos revelam um pouco mais sobre o momento iniciático da história da Terra, quando um corpo com o tamanho de Marte embateu contra o nosso planeta e ajudou a formar a Lua.

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As rochas lunares trazidas pelas missões Apolo têm sido usadas para compreender a origem da Terra Juan Carlos Ulate/Reuters (arquivo)

No meio da miríade de satélites naturais que existem no sistema solar, a nossa Lua é única. Muitas das outras luas formaram-se por agregação de material à volta do seu planeta — num processo semelhante ao da formação dos planetas à volta do Sol. Ou, então, eram asteróides que foram capturados por planetas, como Fobos e Deimos, os satélites de Marte. Mas tudo leva a crer que a nossa Lua resultou de uma incrível colisão entre um corpo com um tamanho equivalente a Marte, chamado Teia, e uma Terra quase formada. Dois novos estudos vêm trazer um pouco mais de luz a este momento: um deles sugere mesmo que ainda há um pedaço da Terra original no manto do nosso planeta, o outro traz mais pistas sobre a origem da composição da Lua.

Após a condensação da nuvem primordial em torno do Sol, há cerca de 4500 milhões de anos, iniciou-se a formação dos planetas. Primeiro, agregaram-se os minerais. Estes deram origem a partículas cada vez maiores, que se foram transformando em planetesimais e em planetas-embriões. Cerca de 100 milhões de anos após condensação da nuvem do sistema solar, quando a Terra já tinha um tamanho aproximado ao de hoje, um destes planetas-embriões, chamado Teia, colidiu com o nosso planeta.

Segundo a teoria prevalente, esta colisão, além da formação da Lua, resultou na fusão total da Terra devido ao calor extremo gerado pelo embate. “A energia libertada no impacto entre a Terra e Teia terá sido enorme, a suficiente para derreter todo o planeta”, explicou Sujoy Mukhopadhyay, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, num comunicado da Associação Europeia de Geoquímica (AEG). O cientista é líder de um estudo sobre esta fusão, apresentado nesta segunda-feira na conferência internacional Goldschmidt sobre geoquímica, que começou no domingo em Sacramento, na Califórnia, organizada pela Sociedade de Geoquímica e pela AEG.

“Acreditamos que a energia do impacto não foi distribuída uniformemente pela antiga Terra. É provável que o hemisfério onde se deu o impacto tenha sido completamente vaporizado, mas o hemisfério oposto terá ficado escudado e não sofreu um derretimento completo”, acrescentou o investigador.

A equipa de Sujoy Mukhopadhyay chegou a esta conclusão ao analisar e comparar a proporção de alguns isótopos de minerais provenientes de diferentes locais do manto da Terra, a camada que fica por baixo da crosta superficial. Os isótopos de um elemento químico são variações desse elemento com mais neutrões. O oxigénio, por exemplo, tem três isótopos estáveis: o oxigénio-16, com oito neutrões; o oxigénio-17, com nove; e oxigénio-18, com dez. O oxigénio-16 é o mais comum, representando na Terra 99,76% dos átomos de oxigénio.

A equipa comparou a proporção de isótopos dos gases raros hélio-3 e néon-22 em minerais que vieram do fundo do manto (que chegaram à superfície através de vulcões) e em minerais que vieram de zonas mais superficiais do manto. Os cientistas descobriram que a proporção de hélio-3 era bastante maior nos minerais do manto superior do que nos que vieram do manto inferior. “Isto sugere que o último grande impacto não misturou completamente o manto e não houve um único oceano de magma”, diz Sujoy Mukhopadhyay. “Se provarmos que esta teoria é correcta, então poderemos estar a ver ecos da Terra antiga, antes da colisão.”

Tal como garante o poema de António Gedeão que “não há, não / duas folhas iguais em toda a criação”, também não se terão originado dois corpos celestes com composições idênticas. As análises anteriores a minerais marcianos, da Terra ou de meteoritos mostram que as proporções entre isótopos variam entre estes vários corpos. Isto sugere que a nuvem original em torno do Sol, rica nos mais variados elementos e que deu origem aos planetas e aos asteróides de hoje, não era homogénea. E um corpo formado aqui seria distinto de outro formado a umas dezenas de milhares de quilómetros.

Por isso, Teia teria uma composição diferente da composição da Terra. Ao embater com o nosso planeta e ao ajudar a formar a Lua, a composição de isótopos do novo satélite seria uma espécie de combinação do material da Terra e de Teia. Mas até agora, os cientistas tiveram dificuldades em encontrar esta assinatura própria da composição lunar: os estudos mostravam uma grande semelhança entre a composição da Terra e da Lua.

Mas as análises aos isótopos de oxigénio, em amostras de rochas lunares trazidas nas missões Apolo, feitas pela equipa de Daniel Herwartz, da Universidade de Göttingen, na Alemanha, revelaram uma diferença. Publicada na última edição da revista Science, esta novidade também vai ser apresentada na quarta-feira na conferência internacional Goldschmidt sobre geoquímica. 

Os investigadores usaram um laser para medirem, por espectrometria de massa, a proporção de oxigénio-17 e oxigénio-16 nas amostras lunares. A equipa comparou os resultados destas análises com análises a minerais da Terra e descobriu que havia, em média, mais 12 partes por milhão de oxigénio-17 nos minerais da Lua do que nos da Terra. Esta diferença é uma prova da mistura do material da Terra e de Teia, argumenta esta segunda equipa.

“Podemos agora estar razoavelmente seguros de que a colisão gigante aconteceu”, defendeu Daniel Herwartz num outro comunicado da AEG. Para a equipa, esta diferença na composição sugere que a proporção de material da Terra que formou a Lua é maior do que o que se pensava até aqui: em vez de ser de 10 a 30%, com o resto do material a vir de Teia, poderá afinal chegar aos 50%.