Qual a importância do ciclo do carbono para existir vida em outros planetas?

À medida que o número de exoplanetas descobertos aumenta, cresce também a necessidade de determinar quais destes mundos distantes possuem as condições ideais para abrigar a vida como a conhecemos. De acordo com um novo estudo publicado na The Planetary Science Journal, o ciclo do carbono-silicato, responsável por manter o clima da Terra estável por milhares de anos, pode ser um dos parâmetros fundamentais para indicar a habitabilidade em planetas extrassolares.

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Na Terra, o ciclo do carbono-silicato ocorre em duas etapas, as quais garantem que os níveis de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera terrestre permaneçam relativamente estáveis ao longo do tempo. No primeiro momento, o CO2 é retirado do ar ao reagir com o vapor de água, liberando o ácido carbônico, que, por sua vez, dissolve as rochas de silicato. O resultado deste desgaste é levado para o fundo dos oceanos e cria rochas carbonáticas, que afundam cada vez mais até se tornarem parte do manto terrestre.

Então, inicia-se a segunda etapa. Quando estas rochas carbonáticas alcançam o manto, elas são dissolvidas e dão origem ao magma de silicato e gás carbônico, os quais são liberados para a atmosfera a partir das erupções vulcânicas. Segundo o cientista Dennis Höning, bolsista da Origins Center e co-autor do estudo, este processo também é afetado pelas mudanças nas superfícies. “Se a superfície ficar mais quente, as reações de intemperismo se aceleram e mais CO2 pode ser removido da atmosfera”, acrescentou Höning.

O CO2 é um gás de efeito estufa e, portanto, ele afeta na estabilização da temperatura, mas, segundo Höning, este processo leva centenas de milhares de anos ou até mesmo milhões de anos para ser alcançado. Outro fator levantado pela pesquisa é que, à medida que planetas envelhecem, eles passam a receber mais energia de suas estrelas hospedeiras. Portanto, o intemperismo em mundos antigos se torna mais acentuado enquanto os níveis de CO2 passam a cair em uma taxa crescente.

Por se tratar de um processo químico simples, é natural que o ciclo do carbono-silicato ocorra em outros planetas rochosos como a Terra. Para o estudo, Höning e sua equipe buscaram determinar se este ciclo seria possível em outros mundos semelhantes ao nosso e também nos rochosos maiores, conhecidos como superterras. Eles consideraram a evolução interior, a liberação de gases vulcânicos, o intemperismo e a subdução. Ainda, os pesquisadores avaliaram como o tamanho e massa de exoplanetas poderiam interferir na dinâmica.

Os resultados indicaram que o aumento na massa, até certo ponto, resultaria em temperaturas médias mais altas na superfície do planeta. Com isso, a sua zona habitável — onde a água pode ser encontrada em estado líquido — estaria localizada a uma distante distância maior de sua estrela hospedeira. Em exoplanetas com a idade da Terra, com cerca de três vezes a sua massa, a taxa de liberação vulcânica também seria maior.

Já em planetas com até 10 vezes a massa da Terra, a pressão seria tamanha que a atividade vulcânica — e, consequentemente, a liberação de CO2 — seriam menores. "No entanto, uma vez que o calor de seu interior não é perdido de forma tão eficiente, a liberação de CO2 torna-se particularmente eficiente na evolução posterior”, acrescentou Höning.

Os novos resultados ainda precisam de dados vindos de observações diretas, as quais os pesquisadores esperam obter com novas ferramentas observacionais, como o Telescópio Espacial James Webb, que será lançado em novembro deste ano. De todo modo, o estudo oferece mais um dado crucial para determinar a habitabilidade em um mundo a partir dos variados tamanhos e massas de exoplanetas, bem como o papel fundamental do ciclo do carbono-silicato neles.

A pesquisa foi publicada na revista The Planetary Science Journal.

Fonte: Phys.org