Cientistas esclarecem os primórdios da formação da Terra através de simulações numéricas

Uma nova investigação, liderada por um professor da Universidade de York, lança luz sobre os primeiros dias da formação da Terra e poderá pôr em causa alguns pressupostos anteriores da ciência planetária sobre o início da vida dos planetas rochosos. Ao estabelecer uma ligação direta entre a dinâmica interna da Terra durante os primeiros 100 milhões de anos da sua história e a sua estrutura atual, este trabalho é um dos primeiros no seu campo a combinar a mecânica dos fluidos com a química para melhor compreender a evolução inicial da Terra.

Modelação dos primórdios da Terra

“Este estudo é o primeiro a demonstrar, utilizando um modelo físico, que as características de primeira ordem da estrutura do manto inferior da Terra foram estabelecidas há quatro mil milhões de anos, muito pouco tempo depois da existência do planeta”, afirma o autor principal, o Professor Associado Charles-Edouard Boukare da Faculdade de Ciências do Departamento de Física e Astronomia de York. O manto é o invólucro rochoso que envolve o núcleo de ferro dos planetas rochosos.

O manto inferior

A estrutura e a dinâmica do manto inferior da Terra desempenham um papel fundamental ao longo da história da Terra, determinando, entre outros fatores, o arrefecimento do núcleo da Terra, onde é gerado o campo magnético da Terra. Boukare, originário de França, trabalhou com outros investigadores em Paris no artigo “Solidification of Earth's mantle inevitably led to a basal magma ocean”, publicado na Nature.

Boukare afirma que, embora a sismologia, a geodinâmica e a petrologia tenham ajudado a responder a muitas questões sobre a atual estrutura termoquímica do interior da Terra, permanece uma questão fundamental: qual a idade destas estruturas e como se formaram?

Tentar responder a esta questão, explica, é como comparar um adulto a uma criança e compreender que as condições energéticas serão diferentes.

"Se olharmos para as crianças, elas por vezes fazem coisas malucas porque têm muita energia, como os planetas fazem quando são jovens. Quando envelhecemos, já não fazemos tantas loucuras porque a nossa atividade ou nível de energia diminui. Portanto, a dinâmica é muito diferente, mas há algumas coisas que fazemos quando somos muito jovens que podem afetar toda a nossa vida”, diz ele.

"A mesma coisa acontece com os planetas. Há alguns aspetos da evolução inicial dos planetas que podemos ver na sua estrutura atual”.

Como se comportam os planetas jovens

Para compreender melhor os planetas antigos, temos de aprender primeiro como se comportam os planetas jovens. Uma vez que as simulações do manto terrestre se centram principalmente nas condições atuais do estado sólido, Boukare teve de desenvolver um novo modelo para explorar os primeiros tempos da Terra, quando o manto era muito mais quente e substancialmente fundido - um trabalho que tem vindo a desenvolver desde o seu doutoramento.

O modelo de Boukare baseia-se numa abordagem de fluxo multifásico que capta a dinâmica da solidificação do magma à escala planetária. Utilizando o seu modelo, estudou a forma como o manto primitivo transitou de um estado fundido para um estado sólido. Boukare e a sua equipa ficaram surpreendidos ao descobrir que a maioria dos cristais se formou a baixa pressão, o que, segundo ele, cria uma assinatura química muito diferente da que ocorreria nas profundezas do subsolo num ambiente de alta pressão.

Estes factos desafiam os pressupostos predominantes na ciência planetária sobre a forma como os planetas rochosos se solidificam. “Até agora, assumíamos que a geoquímica do manto inferior era provavelmente governada por reações químicas a alta pressão, e agora parece que temos de considerar também as suas contrapartidas a baixa pressão”. Boukare diz que este trabalho pode também ajudar a prever o comportamento de outros planetas no futuro. “Se conhecermos algumas condições iniciais e os principais processos de evolução planetária, podemos prever como os planetas irão evoluir.”

Referência da notícia

Boukaré, CÉ., Badro, J. & Samuel, H. Solidification of Earth’s mantle led inevitably to a basal magma ocean. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08701-z