A formação e evolução do planeta Terra é uma história de detetive científico que levou muitos astrônomos e cientistas planetários a descobrir. Compreender o processo de formação do mundo não apenas fornece uma nova visão de sua estrutura e formação, mas também abre novas janelas para a criação de planetas em torno de outras estrelas.
A história começa muito antes da Terra existir
A Terra não estava presente no começo do universo. De fato, muito pouco do que vemos no cosmos hoje existia quando o universo se formou cerca de 13,8 bilhões de anos atrás. No entanto, para chegar à Terra, é importante começar do começo, quando o universo era jovem.
Tudo começou com apenas dois elementos: hidrogênio e hélio e um pequeno traço de lítio. As primeiras estrelas se formaram a partir do hidrogênio que existia. Uma vez iniciado esse processo, gerações de estrelas nasceram em nuvens de gás. À medida que envelheciam, essas estrelas criavam elementos mais pesados em seus núcleos, elementos como oxigênio, silício, ferro e outros. Quando as primeiras gerações de estrelas morreram, elas espalharam esses elementos para o espaço, o que gerou a próxima geração de estrelas. Em torno de algumas dessas estrelas, os elementos mais pesados formaram planetas.
O nascimento do sistema solar começa com um pontapé inicial
Cerca de cinco bilhões de anos atrás, em um lugar perfeitamente comum na galáxia, algo aconteceu. Pode ter sido uma explosão de supernova empurrando muitos de seus destroços de elementos pesados para uma nuvem próxima de gás hidrogênio e poeira interestelar. Ou poderia ter sido a ação de uma estrela que passava agitando a nuvem em uma mistura em turbilhão. Qualquer que tenha sido o pontapé inicial, ele colocou a nuvem em ação, o que acabou resultando em o nascimento do sistema solar. A mistura ficou quente e comprimida sob sua própria gravidade. No centro, um objeto protoestelar se formou. Era jovem, quente e brilhante, mas ainda não era uma estrela completa. Ao seu redor, rodava um disco do mesmo material, que ficava cada vez mais quente à medida que a gravidade e o movimento comprimiam juntos a poeira e as rochas da nuvem.
A jovem protostar quente acabou "ligando" e começou a fundir hidrogênio em hélio em seu núcleo. O sol nasceu. O disco quente era o berço onde a Terra e seus planetas irmãos se formaram. Não foi a primeira vez que um sistema planetário foi formado. De fato, os astrônomos podem ver apenas esse tipo de coisa acontecendo em outras partes do universo.
Enquanto o Sol crescia em tamanho e energia, começando a acender seus fogos nucleares, o disco quente esfriava lentamente. Isso levou milhões de anos. Durante esse período, os componentes do disco começaram a congelar em pequenos grãos do tamanho de poeira. Metal de ferro e compostos de silício, magnésio, alumínio e oxigênio saíram pela primeira vez naquele cenário ardente. Pedaços destes são preservados em meteoritos de condritos, que são materiais antigos da nebulosa solar. Lentamente, esses grãos se estabeleceram e se reuniram em pedaços, depois em pedaços, depois em pedregulhos e, finalmente, corpos chamados planetesimais grandes o suficiente para exercer sua própria gravidade.
A Terra Nasce em Colisões Ardentes
Com o passar do tempo, os planetesimais colidiram com outros corpos e aumentaram. Enquanto eles faziam, a energia de cada colisão era tremenda. Quando alcançaram cem quilômetros de tamanho, as colisões planetesimais eram enérgicas o suficiente para derreter e vaporizar grande parte do material envolvido. As rochas, o ferro e outros metais nesses mundos em colisão se dividiam em camadas. O ferro denso se estabeleceu no centro e a rocha mais leve se separou em um manto ao redor do ferro, em uma miniatura da Terra e dos outros planetas internos hoje. Cientistas planetários chamam esse processo de estabelecimento diferenciação. Não aconteceu apenas com planetas, mas também ocorreu dentro das luas maiores eos maiores asteróides. Os meteoritos de ferro que mergulham na Terra de tempos em tempos vêm de colisões entre esses asteróides no passado distante.
Em algum momento desse período, o Sol se acendeu. Embora o Sol tenha apenas cerca de dois terços do brilho atual, o processo de ignição (o chamada fase T-Tauri) era enérgica o suficiente para explodir a maior parte da parte gasosa do disco protoplanetário. Os pedaços, pedregulhos e planetesimais deixados para trás continuaram a acumular-se em um punhado de corpos grandes e estáveis em órbitas bem espaçadas. A Terra foi a terceira delas, contando para fora do Sol. O processo de acumulação e colisão foi violento e espetacular, porque as peças menores deixaram enormes crateras nas maiores. Estudos de outros planetas mostram esses impactos e as evidências são forte que eles contribuíram para condições catastróficas na Terra infantil.
Em um ponto no início desse processo, um planetesimal muito grande atingiu a Terra com um golpe descentralizado e pulverizou grande parte do manto rochoso da jovem Terra no espaço. O planeta recuperou a maior parte dele depois de um período de tempo, mas parte dele se acumulou em uma segunda Terra planetesimal em círculo. Pensa-se que essas sobras tenham sido parte da história da formação da Lua.
Vulcões, montanhas, placas tectônicas e uma Terra em Evolução
As rochas mais antigas sobreviventes da Terra foram depositadas cerca de quinhentos milhões de anos após a primeira formação do planeta. Ele e outros planetas sofreram o chamado "bombardeio pesado tardio" dos últimos planetesimais vadios há cerca de quatro bilhões de anos). As rochas antigas foram datadas pelo método de urânio-chumbo e parecem ter cerca de 4,03 bilhões de anos. Seu conteúdo mineral e gases embutidos mostram que havia vulcões, continentes, cadeias de montanhas, oceanos e placas de crosta terrestre na Terra naqueles dias.
Algumas rochas um pouco mais jovens (cerca de 3,8 bilhões de anos) mostram evidências tentadoras da vida no jovem planeta. Enquanto o eras que se seguiram estavam cheias de histórias estranhas e mudanças de longo alcance, quando a primeira vida apareceu, A estrutura da Terra estava bem formada e apenas sua atmosfera primordial estava sendo alterada pelo início da vida. O palco estava montado para a formação e disseminação de micróbios minúsculos pelo planeta. Sua evolução acabou resultando no mundo moderno com vida ainda cheio de montanhas, oceanos e vulcões que conhecemos hoje. É um mundo que muda constantemente, com regiões onde continentes estão se separando e outros lugares onde novas terras estão sendo formadas. Essas ações afetam não apenas o planeta, mas a vida nele.
A evidência para a história da formação e evolução da Terra é o resultado da coleta de evidências dos pacientes com meteoritos e estudos da geologia dos outros planetas. Também provém da análise de corpos muito grandes de dados geoquímicos, estudos astronômicos de regiões formadoras de planetas ao redor outras estrelas e décadas de sérias discussões entre astrônomos, geólogos, cientistas planetários, químicos e biólogos. A história da Terra é uma das histórias científicas mais fascinantes e complexas do mundo, com muitas evidências e entendimento para apoiá-la.
Atualizado e reescrito por Carolyn Collins Petersen.