Planetas do tipo mundo aquático são ácidos. A Terra primordial não era.

Planeta água (Imagem de DBUNICORN em NightCafé Studio)

por Hugh Ross
14 de maio de 2018

"Água, água por toda parte, nem uma gota para beber". Este famoso verso de “The Rime of the Ancient Mariner” (A Balada do Velho Marinheiro), de Samuel Taylor Coleridge, descreve um homem sedento, cercado por água até onde a vista alcança, e ainda assim nenhuma gota d'água é segura para beber. Astrônomos descobriram muitos planetas além do nosso sistema solar que são muito mais ricos em água do que a Terra. No entanto, assim como aconteceu com o velho marinheiro de Coleridge, os astrônomos estão descobrindo que toda essa água pode ser mortal — não apenas para os marinheiros extraterrestres, mas também para praticamente todas as formas de vida.

Astrônomos descobriram centenas de exoplanetas (planetas além do sistema solar) exibindo uma ampla faixa de densidades de massa, de 0,09 gramas por centímetro cúbico a >23 gramas por centímetro cúbico. [1] Essa variação de densidade de massa indica que os exoplanetas variam desde não possuírem água a serem muito ricos em água, situação em que 50% ou mais da massa do planeta é água. A Terra, com pouco menos de 0,03% de sua massa composta por água, é tecnicamente classificada como um planeta pobre em água.

Planetas Ricos em Água

Planetas ricos em água são explicados por pequenos planetas que se formam além das linhas de neve de suas estrelas hospedeiras (a distância da estrela hospedeira onde é frio o suficiente para que água, amônia, metano, dióxido de carbono e monóxido de carbono congelem em grãos de gelo sólido) e posteriormente migram para o interior, em direção às suas estrelas hospedeiras. Planetas ricos em água e de baixa massa (≤ 2 massas terrestres) que migram para perto o suficiente de suas estrelas hospedeiras para liberar gases leves de suas atmosferas terão como camada condensada mais externa um oceano de água líquida profundo (> 1.000 quilômetros) de extensão global.

No caso em que a fração da massa de água do planeta for de alguns por cento ou mais, a pressão no fundo da superfície do oceano será tão grande a ponto de formar uma camada de gelo congelado que separa permanentemente a água líquida do interior rochoso do planeta. [2] Ou seja, não haverá troca química entre a água líquida e o material rochoso (veja a Figura 1).

Figura 1: Seção transversal de um mundo aquático (Imagem de Reasons to Believe, traduzida por Sobre As Origens)

Dois astrônomos, Amit Levi e Dimitar Sasselov, da Universidade Harvard, produziram modelos detalhados desses mundos aquáticos onde a superfície oceânica é separada da crosta e do núcleo por uma barreira de gelo congelado. [3] Eles demonstraram que o pH desses oceanos varia de 2 a 4. Soluções com pH inferior a 7 são ácidas. Um pH de 2,0 é semelhante à acidez do suco de limão puro. Um pH de 4,5 é semelhante à acidez do suco de tomate puro. A água do mar da Terra é ligeiramente básica, com pH entre 7,5 e 8,4.

Problema do Mundo Aquático Ácido

Existem micróbios extremófilos na Terra que conseguem sobreviver em ambientes ácidos, onde o pH é tão baixo quanto 2–4. Todavia, a vida não pode se originar nessas condições ácidas. [4] Portanto, mundos aquáticos onde uma camada permanente de gelo separa a superfície do oceano de água líquida do interior rochoso devem ser permanentemente sem vida (a menos que um Agente inteligente crie e entregue extremófilos a tais planetas).

Essa limitação de habitabilidade se aplica não apenas aos planetas considerados por Levi e Sasselov, mas também às luas frias do nosso sistema solar e de outros sistemas planetários.

Nas últimas duas décadas, tem havido muita especulação sobre a possibilidade de vida subterrânea em luas geladas do sistema solar como Ganimedes, Europa, Calisto e Titã. Por muitas razões, os astrônomos estão convencidos de que essas luas possuem mais de 30% de sua massa como água. [5] Dados os ambientes espaciais frios desses planetas, suas superfícies devem ser congeladas. O aquecimento de maré exercido pela gravidade do planeta hospedeiro ou pelo calor interno liberado por radioisótopos poderia possivelmente criar uma camada de água líquida abaixo da camada de gelo da superfície. Contudo, como com os planetas modelados por Levi e Sasselov, haveria uma camada de gelo permanente separando o oceano subterrâneo do interior rochoso (veja a Figura 2). Portanto, as luas geladas do sistema solar devem ser sem vida. E eu diria que há missões de exploração espacial melhores para a NASA financiar do que, por exemplo, sua proposta atual de enviar uma nave espacial para Europa, perfurar um furo na camada de gelo da superfície de mais de 26 quilômetros e enviar uma câmera de vídeo pelo furo para nadar pelo oceano subterrâneo possivelmente existente e fotografar os hipotéticos micróbios existentes.

Figura 2: Estrutura interna de Ganimedes, a maior lua de Júpiter (camadas desenhas em escala) [Polar frost: Geada polar / Hexagonal ice (Ih): Gelo hexagonal (Ih) / Saltwater ocean: Oceano de água salgada / Tetragonal ice (VI): Gelo tetragonal (VI)** / Rocky mantle: Manto rochoso / Iron & iron sulfide core (liquid): Núcleo de ferro e sulfeto de ferro (líquido) / Iron core (solid): Núcleo de ferro (sólido) / Crater: Cratera / Light terrain: Terreno claro / Dark terrain: Terreno escuro / Grooves: Sulcos] (Imagem de Kelvinsong via Reasons to Believe)

** O Google Gemini adeverte: A imagem mostra "VI", que provavelmente é um erro de digitação e deveria ser "III" com base nas fases típicas do gelo sob pressão.

A Origem da Vida na Terra

A Terra provavelmente começou com um oceano profundo, semelhante aos mundos investigados por Levi e Sasselov. Porém, o evento de formação da lua e outros eventos na história inicial da Terra reduziram a camada de água líquida superficial original à sua fina camada atual. A camada de água líquida da Terra é tão fina que não há pressão suficiente para a formação de uma camada de gelo na base. Portanto, os oceanos da Terra permaneceram em contato com a crosta do planeta.

Além disso, na época da origem da vida na Terra, há 3,8 bilhões de anos, algumas ilhas vulcânicas e crátons (antigos minicontinentes) trespassavam o nível do mar. Assim, o ambiente marinho primitivo experimentou trocas minerais de duas fontes: (1) os fundos rochosos do oceano e (2) as ilhas vulcânicas e os minicontinentes. Essa troca mineral impediu que os oceanos da Terra se tornassem muito ácidos ou muito básicos. Graças às características e à história de formação da Terra radicalmente diferentes de todos os outros planetas conhecidos, uma ampla diversidade de vida pôde prosperar aqui nos últimos 3,8 bilhões de anos. Devido à diversidade, abundância e longevidade dessa vida, é possível que bilhões de humanos vivam simultaneamente na Terra e desenvolvam a tecnologia para que esses bilhões de humanos possam ouvir e responder à oferta do Criador de redenção de seu mal e obter um relacionamento amoroso eterno com ele. No meu livro Improbable Planet (Planeta improvável), descrevo como as características únicas da Terra e sua história de 3,8 bilhões de anos de vida diversificada tornam possível a redenção de bilhões de seres humanos. [6] Graças a Levi e Sasselov, temos ainda mais motivos para agradecer a Deus pela forma maravilhosa como ele projetou a Terra e sua vida.

Notas de Fim

1. “The Catalog”, The Extrasolar Planets Encyclopaedia (website), Exoplanet TEAM, última atualização em 2 de maio de 2018, https://exoplanet.eu/catalog; Joshua Pepper et al., “KELT-11b: A Highly Inflated Sub-Saturn Exoplanet Transiting the V=8 Subgiant HD 93396”, Astronomical Journal 153 (maio de 2017): id. 215, doi:10.3847/1538-3881/aa6572; “List of Exoplanet Extremes”, Wikipedia, ltima modificação em 29 de abril de 2018, https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes.
2. A. Levi, D. Sasselov e M. Podolak, “Structure and Dynamics of Cold Water Super-Earths: The Case of Occluded CH4 and Its Outgassing”, Astrophysical Journal 792 (10 de setembro de 2014): id. 125, doi:10.1088/0004-637X/792/2/125.
3. A. Levi e D. Sasselov, “A New Desalination Pump Helps Define the pH of Ocean Worlds”, Astrophysical Journal 857 (10 de abril de 2018): id. 65, doi:10.3847/1538-4357/aab715.
4. H. James Cleaves e John H. Chalmers, “Extremophiles May Be Irrelevant to the Origin of Life”, Astrobiology 4 (março de 2004): 1–9, doi:10.1089/153110704773600195; Fazale Rana e Hugh Ross, Origins of Life: Biblical and Evolutionary Models Face Off (Covina, CA: RTB Press, 2014), 175–85.
5. Rana e Ross, Origins of Life, 200–206.
6. Hugh Ross, Improbable Planet: How Earth Became Humanity’s Home (Grand Rapids: Baker, 2016).

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Traduzido de Waterworld Planets Are Acidic, Primordial Earth Was Not (RTB)

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