A Terra Antiga era como a Lua Supervulcânica de Júpiter, Io?

Foto da nave espacial Galileo de Júpiter

Esta visão global da lua de Júpiter, Io, foi obtida durante a décima órbita de Júpiter pela espaçonave Galileo da NASA em 19 de setembro de 1997 a um alcance de mais de 500.000 km (310.000 milhas). Io (que é ligeiramente maior que a lua da Terra) é o corpo mais vulcanicamente ativo do sistema solar. As cores são aprimoradas. (Crédito da imagem: NASA / JPL / Universidade do Arizona)

Qualquer pessoa que esteja se perguntando como era a Terra 4 bilhões de anos atrás deveria olhar para a lua hipervulcânica de Júpiter, Io, sugere um novo estudo.

Io é o objeto mais vulcanicamente ativo do sistema solar, dissipando seus enormes estoques de calor interno por meio de erupções intensas que cobrem a lua inteira com cerca de 0,4 polegadas (1 centímetro) de lava a cada ano. A Terra provavelmente passou por uma fase semelhante em sua juventude, antes de o planeta esfriar o suficiente para que as placas tectônicas iniciassem, relatam pesquisadores hoje (25 de setembro) na revista Nature.



A Terra se formou a partir da fusão de muitos pequenos 'planetesimais' rochosos há cerca de 4,5 bilhões de anos. Essas colisões geraram muito calor, assim como a separação subsequente do núcleo metálico da Terra e a decomposição de elementos radioativos. Como resultado, a antiga Terra abrigava muito mais calor interno do que hoje - talvez cinco a dez vezes mais, pensam os cientistas. [ Fotos incríveis da lua de Júpiter Io ]

No entanto, a litosfera do planeta - sua camada externa rígida, composta da crosta e do manto superior - era relativamente espessa e fria naqueles primeiros dias. Isso não deveria ser o caso se as placas tectônicas fossem o principal meio de dissipar o calor interior naquela época, como é agora, disseram os pesquisadores.

Em vez disso, a Terra primitiva pode ter funcionado mais como Io, onde o calor flui para a superfície através de 'tubos' vulcânicos em grandes quantidades. A lua é puxada com tanta força pela poderosa gravidade de Júpiter que atualmente transporta cerca de 40 vezes mais calor interno do que a Terra, apesar de ter apenas 30 por cento da largura de nosso planeta.

'O tubo de calor [ideia] explica que, ao permitir o calor através da litosfera em determinados lugares - os tubos - que permite que o resto da litosfera seja espesso, frio e forte', disse o principal autor do estudo William Moore, da Universidade de Hampton em Virgínia. 'Portanto, você pode resolver o paradoxo propondo esse mecanismo diferente de transporte de calor.'

A principal alternativa ao modelo de tubo de calor desenvolvido por Moore e co-autor do estudo Alexander Webb, da Lousiana State University, é uma versão aprimorada de placas tectônicas , em que as enormes placas litosféricas da Terra simplesmente se moviam mais rápido e transportavam mais calor há muito tempo.

Mas um interior mais quente provavelmente teria gerado mais rocha derretida, produzindo placas mais espessas e flutuantes que teriam levado mais tempo para esfriar o suficiente para mergulhar de volta no manto da Terra, disse Moore.

'Um tanto contra-intuitivamente, quanto mais quente as coisas ficam, parece que as placas tectônicas mais lentas devem funcionar, e na verdade pior é no transporte de calor', disse Moore ao SPACE.com. 'Portanto, há problemas geofísicos apenas em fazer as placas tectônicas funcionarem mais rápido.'

Além disso, as rochas que se formaram há cerca de 3,5 bilhões de anos preservam evidências de períodos de intensa e contínua vulcanismo na Terra durando várias centenas de milhões de anos. Essa é outra crítica ao antigo argumento tectônico, acrescentou Moore.

'Você não vê isso em nenhum lugar hoje na superfície da Terra, porque as placas tectônicas não permitem que nada pare por 100 milhões de anos antes de começar a bater nela', disse ele.

O sistema de tubos de calor provavelmente estava em vigor desde o momento em que a superfície da Terra se solidificou até cerca de 3,1 bilhões de anos atrás, quando o planeta mudou para placas tectônicas de forma relativamente rápida, disse Moore. (À medida que a Terra esfriava, a quantidade de vulcanismo diminuía drasticamente, segundo a ideia; a litosfera então ficava cada vez mais fina até que finalmente se quebrou, formando placas.)

Acredita-se que a vida tenha surgido em nosso planeta há cerca de 3,8 bilhões de anos, então pode ter surgido em um planeta incrivelmente vulcânico. E isso faria todo o sentido, disse Moore. [ 7 teorias sobre a origem da vida ]

“Essa interação entre rochas quentes e água é muito boa para a vida”, disse ele. 'Ele libera energia térmica e química das rochas, além de extrair nutrientes essenciais como fósforo e enxofre da fase rochosa e colocá-los na água.'

A nova hipótese poderia ter aplicações muito além da Terra. Moore suspeita que todo planeta rochoso passa por uma fase de tubo de calor durante sua evolução, cuja duração depende de seu tamanho (porque mundos maiores demoram mais para esfriar do que planetas menores).

Se este for realmente o caso, então as placas tectônicas podem não desempenhar um papel importante nos chamados planetas da 'super-Terra', que têm cerca de duas a dez vezes a massa da Terra. Nos últimos anos, os astrônomos descobriram uma série de super-Terras que pode ser capaz de sustentar a vida .

Se nosso planeta estivesse na fase de tubo de calor por 1 bilhão ou 1,5 bilhão de anos, uma super-Terra 'poderia estar em modo de tubo de calor por 5 bilhões de anos, ou mesmo 10 bilhões de anos, o que é comparável à vida de sua estrela, - disse Moore.

'Provavelmente não deveríamos esperar encontrar esses grandes planetas terrestres [alienígenas] no modo de placas tectônicas, mas sim encontrá-los em um modo de tubo de calor de vida muito mais longa', acrescentou. 'Então eles seriam muito mais como super-Io do que super-Terra.'

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