A água pode "capturar" compostos de minerais do manto de exoplanetas congelados
Por Danielle Cassita | Editado por Patricia Gnipper | 27 de Maio de 2021 às 17h10
Sob a superfície dos exoplanetas congelados, ocorrem processos que ainda nos são desconhecidos — por exemplo, se houver água em estado líquido em um planeta desses, não sabemos bem como ela interage com a camada rochosa que há nas profundezas deles. Assim, uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Taehyun Kim, da Yonsei University of Seoul, investigou estes processos e descobriu que a água pode retirar o magnésio presente em rochas.
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No caso da Terra, as interações entre a água e as rochas na superfície do nosso planeta já são conhecidas e há cada vez mais estudos que revelam os detalhes e a complexidade do ciclo da água no interior da Terra. Mesmo assim, ainda não sabemos bem o que acontece na região entre a água quente e densa e as profundezas rochosas de planetas com água congelada em sua superfície, onde há pressões e temperaturas bem acima dos oceanos terrestres mais profundos.
O Sistema Solar tem Urano e Netuno, os gigantes congelados, onde uma camada de água mais externa cobre uma camada rochosa mais profunda, sendo que ainda não se sabe se a temperatura na região entre ambas pode permitir a ocorrência de água em estado líquido. Assim, os pesquisadores trabalharam em experimentos para mostrar como a água pode capturar o óxido de magnésio em alguns minerais quando exposta a pressões entre 20 e 40 gigapascais, o equivalente a 200 e 400 mil vezes a pressão atmosférica da Terra, com temperatura acima de 1.230 ºC.
Estas condições extremas ocorrem na interface entre as profundezas dos oceanos e manto rochoso de exoplanetas classificados como subnetunos. Sergio Speziale, um dos autores do estudo, comenta que os experimentos demonstraram as reações químicas e dissolução de óxido de magnésio da ferropericlase e olivina, tipos de minerais: "a dissolução foi mais forte em uma pressão e temperatura específicas, que ficam entre 20 e 40 gigapascais e 1.250 a 2.000 K", relatou. Em condições de pressão e temperatura tão extremas, a solubilidade do óxido de magnésio na água chegou a níveis parecidos com aqueles do sal em condições normais.
Assim, os cientistas concluíram que a dissolução intensa do composto na região entre a camada de água e manto rochoso poderia criar gradientes químicos nas primeiras etapas dos planetas — mas isso considerando exoplanetas parecidos com o TRAPPIST1-f, um dos que orbita a estrela TRAPPIST. Ou seja, eles teriam que ser subnetunos de tamanho e composição apropriados e serem também ricos em água. Por fim, os gradientes com diferentes distribuições de óxidos de magnésio na camada do “fundo” do planeta podem ser preservados durante a etapa de resfriamento, e as descobertas trazem novos cenários para o histórico térmico de planetas grandes e congelados, como é o caso de Netuno e Urano.
O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Nature Astronomy.