Equipa científica da NASA relaciona a água dos cometas com os oceanos da Terra

Os investigadores descobriram que a água do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko tem uma assinatura molecular semelhante à da água dos oceanos da Terra, contradizendo alguns resultados recentes. Esta descoberta reabre a possibilidade de cometas da família de Júpiter, como o 67P, poderem ter ajudado a trazer água para a Terra.

A água foi essencial para a formação e o florescimento da vida na Terra e continua a ser essencial para a vida na Terra atualmente. Embora fosse provável que existisse alguma água no gás e na poeira a partir dos quais o nosso planeta se materializou há cerca de 4,6 mil milhões de anos, grande parte da água ter-se-ia vaporizado porque a Terra se formou perto do calor intenso do Sol. A forma como a Terra acabou por se tornar rica em água líquida continua a ser uma fonte de debate para os cientistas.

A investigação demonstrou que parte da água da Terra teve origem no vapor emitido pelos vulcões, que se condensou e caiu sob a forma de chuva nos oceanos. Mas os cientistas encontraram provas de que uma parte substancial dos nossos oceanos provém de gelo e minerais de asteroides e, possivelmente, de cometas que colidiram com a Terra. Uma vaga de colisões de cometas e asteroides com os planetas interiores do sistema solar, há 4 mil milhões de anos, teria tornado isto possível.

Os cometas e a água da Terra

Embora a relação entre a água dos asteroides e a água da Terra seja forte, o papel dos cometas tem confundido os cientistas. Várias medições de cometas da família de Júpiter (que contêm material primitivo dos primórdios do sistema solar e que se pensa terem sido formados para além da órbita de Saturno) mostraram uma forte ligação entre a sua água e a da Terra. Esta ligação baseou-se numa assinatura molecular chave que os cientistas usam para traçar a origem da água em todo o sistema solar.

Este sinal é a relação entre o deutério (D) e o hidrogénio normal (H) na água de qualquer objeto, e dá aos cientistas pistas sobre o local onde esse objeto se formou. O deutério é um tipo raro e mais pesado (ou isótopo) de hidrogénio. Quando comparado com a água da Terra, este rácio de hidrogénio nos cometas e asteroides pode revelar se existe uma ligação.

Como a água que contém deutério tem maior probabilidade de se formar em ambientes frios, há uma maior concentração do isótopo em objetos que se formaram longe do Sol, como os cometas, do que em objetos que se formaram mais perto do Sol, como os asteroides.

“Começava a parecer que estes cometas desempenhavam um papel importante no fornecimento de água à Terra”, disse Kathleen Mandt, cientista planetária do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. Mandt liderou a investigação, publicada na Science Advances em 13 de novembro de 2024, que revisita a abundância de deutério no 67P.

Mas em 2014, a missão Rosetta da ESA ao 67P desafiou a ideia de que os cometas da família de Júpiter ajudam a encher as reservas de água da Terra. Cientistas que analisaram as medições de água da Rosetta encontraram a maior concentração de deutério de qualquer cometa, e cerca de três vezes mais deutério do que existe nos oceanos da Terra, que têm cerca de um átomo de deutério para cada 6.420 átomos de hidrogénio.

De que são feitos os cometas? Esta é uma das questões a que a missão Rosetta da ESA ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko quis responder.

A equipa de Mandt decidiu utilizar uma técnica avançada de cálculo estatístico para automatizar o laborioso processo de isolamento da água rica em deutério a partir de mais de 16.000 medições da Rosetta. A Rosetta efetuou estas medições no “coma” de gás e poeira que rodeia o 67P. A equipa de Mandt, que incluía cientistas da Rosetta, foi a primeira a analisar todas as medições de água da missão europeia ao longo de toda a missão.

Os investigadores queriam compreender quais os processos físicos que causavam a variabilidade nos rácios de isótopos de hidrogénio medidos nos cometas. Estudos laboratoriais e observações de cometas mostraram que a poeira do cometa pode afetar as leituras da proporção de hidrogénio que os cientistas detetam no vapor do cometa, o que pode alterar a nossa compreensão da origem da água do cometa e a sua comparação com a água da Terra.

“Tinha curiosidade em saber se podíamos encontrar provas de que isso acontecia no 67P”, disse Mandt. “E este é um daqueles casos muito raros em que se propõe uma hipótese e se descobre que ela acontece de facto”.

De facto, a equipa de Mandt encontrou uma ligação evidente entre as medições de deutério no coma do 67P e a quantidade de poeira à volta da nave espacial Rosetta, mostrando que as medições feitas perto da nave espacial em algumas partes do coma podem não ser representativas da composição do corpo de um cometa.

Quando um cometa se aproxima do Sol na sua órbita, a sua superfície aquece, provocando a libertação de gases superficiais, incluindo poeira com pedaços de gelo de água. A água de deutério adere mais facilmente aos grãos de poeira do que a água normal, sugere a investigação. Quando o gelo destes grãos de poeira é libertado na coma, este efeito pode fazer com que o cometa pareça ter mais deutério do que tem.

Mandt e a sua equipa relataram que, quando a poeira atinge a parte exterior da coma, a pelo menos 120 quilómetros do corpo do cometa, já está seca. Quando a água rica em deutério desaparece, uma sonda espacial pode medir com precisão a quantidade de deutério proveniente do corpo do cometa.

Esta descoberta, dizem os autores do artigo, tem grandes implicações não só para compreender o papel dos cometas no transporte de água para a Terra, mas também para compreender as observações de cometas que fornecem informações sobre a formação do sistema solar primitivo.

Mandt conclui: “Isto significa que existe uma grande oportunidade para rever as nossas observações passadas e preparar as futuras, de modo a podermos ter melhor em conta os efeitos da poeira”.

Fonte: NASA

Referência da notícia:

A nearly terrestrial D/H for comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, 13th November 2024, Kathleen E. Mandt et al