De acordo com um estudo do Southwest Research Institute, uma colisão violenta no cinturão principal de asteróides pode ter causado uma longa onda de colisões no interior do sistema solar há cerca de 800 milhões de anos.
Os pesquisadores acreditam que a dissolução do objeto original que formou a família de asteróides Eulália enviou grandes quantidades de detritos em direção à Terra, à Lua e a Marte. Se a ligação estiver correta, o evento poderia ter causado mudanças geológicas em vários mundos e até afetado o clima e a biosfera da Terra.
Implicações antigas e história de vida
“O papel que os impactos desempenharam na formação da origem e evolução da vida no nosso sistema solar é pouco compreendido”, disse o Dr. William Bottke, diretor executivo da Divisão de Ciência e Pesquisa do Sistema Solar do SwRI em Boulder, Colorado. Ele também dirige o Centro de Origem e Evolução Lunar (CLOE), a equipe SwRI do Instituto Virtual de Pesquisa do Sistema Solar da NASA, e é o autor principal do artigo que descreve o estudo. “A superfície repleta de crateras da Lua serve como um lembrete de grandes impactos no passado da Terra, mas até agora apenas a colisão de Chicxulub, há 66 milhões de anos, esteve intimamente ligada a um impacto específico na vida, nomeadamente a extinção em massa dos dinossauros.”
Chicxulub é uma enorme cratera de impacto enterrada sob a Península de Yucatán, no México. O impacto do asteróide que o formou está amplamente associado ao evento de extinção que destruiu todos os dinossauros não-aviários e muitas outras espécies.
Colisões muito mais antigas são muito mais difíceis de reconstruir. Há poucas evidências geológicas de impactos com mais de 650 milhões de anos porque a superfície da Terra está em constante mudança e retrabalhamento.
Os vulcões criam novas rochas, as placas tectônicas remodelam os continentes e o fundo dos oceanos e o desgaste destrói gradualmente as paisagens abertas. Juntos, esses processos destroem ou enterram muitas crateras de impacto antigas.
Para investigar estes capítulos que faltam na história da Terra, os cientistas podem estudar chuvas de asteróides, períodos em que detritos de grandes colisões atingem repetidamente planetas e luas no interior do sistema solar.
“Esses eventos raros, causados por colisões grandes e bem espaçadas no cinturão principal de asteroides, bombardeiam todos os mundos internos do Sistema Solar”, disse Bottke. “Portanto, as evidências preservadas na superfície estática da Lua podem ser usadas para inferir o que aconteceu na Terra e em Marte nos tempos antigos.”
A lua mantém um registro antigo de ataques
Ao contrário da Terra, a Lua não possui placas tectônicas ativas, água corrente ou uma atmosfera substancial para erodir rapidamente crateras antigas. Assim, a sua superfície serve como um arquivo muito mais completo de impactos antigos.
Estudos anteriores mostraram que há cerca de 800 milhões de anos, a Lua sofreu um aumento significativo no número de colisões. Esta conclusão foi baseada nas idades estimadas das principais crateras lunares e nas idades dos vidros de impacto coletados durante as missões Apollo.
O vidro de impacto se forma quando a colisão libera calor suficiente para derreter a rocha. O material derretido esfria em vidro, preservando pistas químicas e cronológicas que os cientistas podem usar para estimar quando ocorreu o impacto.
Embora os dados lunares apontassem para uma explosão de impacto, os investigadores ainda precisavam de identificar um evento realista na cintura de asteróides que pudesse ter desencadeado o impacto.
“Nossa equipe de especialistas espaciais usou modelos de colisão e dinâmica para ligá-los à formação da família de asteróides Eulália, quando um objeto condrítico carbonáceo primitivo colidiu com outro objeto”, disse Bottke. “A localização do asteroide pai foi fundamental – ele se rompeu no limite de uma ressonância gravitacional de movimento médio de 3:1 com Júpiter.”
Os condritos carbonáceos são meteoritos primitivos ricos em carbono que contêm alguns dos materiais mais antigos formados no Sistema Solar. Eles também podem conter minerais contendo água e compostos orgânicos.
Caminho de fuga gravitacional de Júpiter
A região orbital descrita por Bottke é chamada de ressonância J3:1. Nesta configuração, o asteroide orbita o Sol três vezes para cada órbita completada por Júpiter.
Os repetidos abalos gravitacionais de Júpiter podem desestabilizar gradualmente os asteróides nesta região. Como resultado, a ressonância atua como uma rota de fuga do cinturão principal de asteróides, empurrando os objetos para órbitas alongadas que cruzam os caminhos dos planetas.
Acredita-se que muitos dos asteróides encontrados atualmente perto da Terra tenham escapado do cinturão de asteróides através da região J3:1.
De acordo com as simulações, a posição do corpo parental de Eulália tornou a lacuna particularmente importante. Cerca de metade dos fragmentos entrou na ressonância J3:1 quase imediatamente.
A ressonância espalhou então estes detritos planetários pelo interior do Sistema Solar, aumentando o número de impactos na Lua, na Terra, em Marte e possivelmente noutros mundos rochosos.
O bombardeio não terminou logo. Durante os 100-150 milhões de anos seguintes, outros 25% dos fragmentos entraram gradualmente em ressonância através do efeito Yarkovsky.
O efeito Yarkowski é uma força sutil causada pelo calor. O asteroide absorve a luz solar e posteriormente emite essa energia na forma de radiação infravermelha. Como o calor é irradiado de forma desigual, cria um pequeno choque que pode alterar lentamente a órbita de um asteróide ao longo de milhões de anos.
Uma barreira através do sistema solar interno
A modelização mostra que a dissolução de Eulália poderia explicar de forma plausível o aumento das crateras lunares que remontam a cerca de 800 milhões de anos atrás. Também sugere que a colisão poderia ter causado efeitos muito mais amplos no interior do Sistema Solar.
A Terra sofreria muito mais impactos do que a Lua porque é muito maior e tem uma gravidade mais forte. Os pesquisadores estimam que para cada objeto grande que colidiu com a Lua, aproximadamente vinte objetos do mesmo tamanho ou maiores colidiram com a Terra.
A maior parte das evidências físicas destes impactos desapareceu da face da Terra. No entanto, o momento do bombardeamento coincide com um período de extenso arrefecimento e de grandes mudanças biológicas, levantando a possibilidade de os impactos terem afectado o ambiente do planeta.
O estudo não estabelece que a agitação de asteróides tenha causado estas mudanças, mas a coincidência oferece um alvo convincente para pesquisas futuras.
“Dado que o pico desta agitação coincide com um período de arrefecimento generalizado e grandes mudanças na nossa biosfera, é tentador especular que o primeiro causou o último”, disse Bottke. “Em Marte, estes impactos teriam causado episódios significativos de tremores sísmicos e poderiam ter sido associados no tempo a uma explosão de atividade vulcânica. Juntos, isto mostra como certas colisões catastróficas na cintura principal poderiam ter consequências de longo alcance para a história dos planetas terrestres.”
