A acreção e diferenciação da Terra

Os corpos maiores atraíam matéria com cada vez mais eficácia. Colidiam, desviavam-se uns aos outros e, por vezes, perdiam massa. Por isso, o crescimento da Terra foi determinado por um equilíbrio variável entre fusões, destruição e interações gravitacionais. Para compreender melhor o contexto mais amplo, conheça a formação dos sistemas planetários.[4]

A acreção não se limitou a acrescentar matéria ao planeta. Também forneceu energia. Grandes colisões podiam fundir vastas regiões da jovem Terra, e impactos sucessivos podiam interromper o seu arrefecimento. Oceano de magma é uma camada considerável de rochas silicatadas fundidas ou parcialmente fundidas; esta expressão não implica necessariamente um único episódio contínuo que abrangesse todo o planeta.[6]

O arrefecimento não dependia apenas da temperatura das rochas. A atmosfera acima da superfície fundida podia abrandar a libertação de calor para o espaço, enquanto os impactos posteriores acrescentavam energia. Por isso, diferentes processos de acreção implicam diferentes profundidades e durações da fusão.[6]

A última grande fase de formação da Terra durou dezenas de milhões de anos; em alguns cenários de modelos, este processo prolonga-se por mais de 100 milhões de anos. A duração depende dos pressupostos físicos adotados e dos dados utilizados, pelo que indicar uma única data para o fim da formação, cerca de 30 milhões de anos depois, oculta esta incerteza.[8]

A principal explicação para a origem da Lua está associada a uma colisão gigantesca com a Terra em crescimento. O material que entrou em órbita acabou por se aglutinar e formar a Lua. Segundo uma versão bem conhecida desta hipótese, o corpo que colidiu — frequentemente chamado Teia— tinha aproximadamente o tamanho de Marte, mas o seu tamanho e a geometria da colisão são escolhas do modelo, não factos medidos. Outras simulações bem-sucedidas apresentam proporções iniciais diferentes entre os tamanhos dos corpos.[9]

A composição isotópica de vários elementos da Terra e da Lua é muito semelhante. O modelo do impacto tem de explicar esta semelhança, bem como o movimento do sistema e a quantidade relativamente pequena de metais na Lua. Os detritos não tinham necessariamente de provir apenas do manto terrestre: os diferentes modelos variam tanto na contribuição de cada corpo como no grau de mistura dos materiais.[9]

Em termos de composição, a Terra divide-se em crosta, manto e núcleo. Também se distinguem outras partes com base no estado físico: a parte externa do núcleo é líquida, enquanto a interna é sólida. Estas descrições respondem a perguntas diferentes: de que é composta uma camada e como se comporta.[1][2]

Como podemos saber isso sem perfurar até lá?

Os sismos provocam ondas que atravessam o planeta. O tempo que demoram a propagar-se, a sua refração e os seus reflexos revelam os limites existentes em profundidade, sob a superfície. As ondas transversais não atravessam o núcleo externo líquido. As medições das oscilações próprias da Terra também fornecem provas sólidas de que o núcleo interno é sólido. Estas observações permitem-nos inferir uma estrutura que não podemos investigar diretamente.[2][13]

A crosta inicial formou-se quando o material fundido arrefeceu, mas os impactos posteriores, a fusão e a reciclagem de material alteraram-na repetidamente. É difícil reconstituir a superfície dessa época, pois o mineral que sobreviveu pode ser mais antigo do que a rocha em que se encontra atualmente. A idade de um cristal e a idade de um corpo rochoso intacto são evidências de natureza diferente.[14]

A água tem a sua própria história.

A aquisição dos componentes da água, a sua retenção no planeta e o aparecimento de oceanos à superfície são acontecimentos distintos. O hidrogénio pode ter sido transportado em material sólido que formou o planeta, ter sido incorporado nas rochas ou no material fundido e, mais tarde, ter passado a fazer parte da atmosfera ou do oceano.

A quantidade de hidrogénio detetada num estudo de meteoritos de condritos enstatíticos sugere que materiais semelhantes aos que formaram a Terra poderão ter contribuído significativamente para as suas reservas de água numa fase inicial. Assim, não é necessário presumir que toda a água chegou através de impactos tardios de cometas ou asteroides. Continua a investigar-se como se articulam as diferentes fontes, a perda de água e os reservatórios que restaram.[16]

As provas fornecidas pelos minerais da presença de água no início da história da Terra permitem conhecer um pouco as condições locais. Isso não significa que toda a Terra jovem tenha permanecido constantemente fria ou que a sua superfície já se assemelhasse ao mundo que conhecemos. Continue a ler sobre a Terra primitiva e a origem da vida.[14]

Algumas das melhores provas da formação da Terra provêm de objetos que nunca chegaram a fazer parte dela. Os isótopos dos meteoritos ajudam a identificar os reservatórios de materiais a partir dos quais os planetas cresceram. Uma análise de 2021 mostrou que a Terra e Marte se formaram principalmente a partir de materiais do Sistema Solar interior, incluindo um componente que está pouco representado nas coleções de meteoritos preservados. Nenhum tipo de meteorito fornece uma receita completa do nosso planeta.[19]

Diferentes tipos de provas permitem testar diferentes partes da história.

Os isótopos permitem precisar o momento dos acontecimentos e a origem dos materiais. As experiências testam a forma como os elementos se distribuem entre o metal e as rochas. A modelação permite analisar possíveis histórias de colisões. Para que a reconstrução seja útil, estas pistas independentes têm de ser coerentes entre si.[8][3]

As comparações com outros mundos rochosos alargam esta análise. Ingredientes semelhantes e as mesmas leis da física podem conduzir a percursos diferentes de crescimento e arrefecimento. A Terra oferece-nos um exemplo invulgarmente detalhado que podemos estudar, e a investigação planetária ajuda a continuar a testar até que ponto a sua história pode ser aplicada a outros casos.[4]