Por que a Terra possui menos carbono que outros astros?
Figura adaptada da New Scientist, 19/01/2010
A superfície de nosso planeta é muito rica no elemento químico carbono (C), um sólido à temperatura em que nos encontramos. Este elemento existe em várias formas, como o diamante e a grafita, entre outras conhecidas como formas alotrópicas. Quando se combina com outros elementos, o carbono dá origem a uma grande variedade de compostos como os que estão presentes no petróleo e nas plantas.
Curiosamente, o manto terrestre (camada que fica abaixo da crosta até o núcleo do planeta) é bem mais pobre em carbono quando comparado a outros astros. Nos cometas, por exemplo, que se formam em locais mais afastados do sol do que os planetas, a quantidade de carbono é milhares de vezes mais abundante do que na Terra. Este fenômeno é conhecido como um déficit de carbono planetário, e até hoje suas razões foram pouco compreendidas.
A explicação mais conhecida para a deficiência de carbono no interior do planeta é a de sua evaporação. Os pesquisadores imaginavam que, na região do disco de poeira que formou a Terra há milhões e milhões de anos, a temperatura teria subido a quase 1.500 °C, suficiente para o carbono evaporar. Mas as observações sobre o desenvolvimento do sistema solar dizem que esta alta temperatura não deve ter ocorrido, considerando a distância da Terra ao Sol.
Figura 1- A estrutura da Terra, obtida em http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo4B/Eneralte/Terra.htm
Recentemente, Bergin, Lee e colegas, trabalhando em colaboração entre universidades americanas e sul-coreanas na área da astroquímica, propuseram uma interessante explicação para este “mistério”.
Sua hipótese também está associada à alta temperatura e à grande quantidade de calor gerada pelo Sol. Na região interestelar onde os planetas foram formados, esta grande quantidade de calor foi capaz de aquecer fortemente o oxigênio, que teria-se ligado ao carbono e gerado novas substâncias como o gás carbônico e outros gases. Assim, foram os gases de outras substâncias, formadas a partir do carbono, que o retiraram dos planetas em formação.
Figura 2. Demonstração virtual da aproximação de um asteróide com o planeta Terra, obtida em http://www.impactlab.com/2009/05/21/bombardment-of-asteroids-helped-life-thrive-on-earth-4-billion-years-ago/
Um apoio a esta teoria está no fato de que os asteróides que circulam os planetas mais distantes do Sol apresentam maior quantidade de carbono. Ou seja, quanto mais afastado do Sol estiverem os planetas e seus asteróides, menor o calor que chega até eles e menos reações envolverão o carbono, mantendo-o em seu estado natural sólido.
Segundo os pesquisadores, algumas destas reações químicas envolvendo o carbono também podem ter gerado moléculas mais complexas, como os aminoácidos, ingredientes fundamentais para a vida. Além disso, se a Terra tivesse ficado com todo o carbono esperado, possivelmente teríamos um forte efeito estufa acompanhado da evaporação de boa parte de nossa água.
Figura 3. Desenho de aminoácidos com suas imagens projetadas como em um espelho, demonstrando sua quiralidade (figura obtida de http://io9.com/362148/aliens-may-look-more-like-us-than-we-thought). Para entender sobre a quiralidade, acesse http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/isomeria-optica.htm
Para ler o artigo original dessa matéria, acesse o endereço: http://www.newscientist.com/article/mg20527434.400-solar-system-on-fire-burned-up-earths-carbon.html
Para saber mais:
1.http://www.uff.br/sbqriouff/Arquivos%20link/Resumos/P037%20136%20Resumo%20P108.pdf, XI Encontro da Sociedade Brasileira de Química, regional Rio de Janeiro.
2. http://www.on.br/revista_ed_anterior/julho_2002/noticias/vida.html
3. Jeong-Eun Lee, Edwin A. Bergin e Hideko Nomura, The Astrophysical Journal Letters , 710, L21- L25 (arxiv.org/abs/1001.0818)