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Terra e Marte se formaram a partir da colisão de grandes corpos feitos de materiais do sistema solar interno

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A equipe de pesquisa internacional investigou a composição isotópica de planetas rochosos no sistema solar interno.

terra e Marte Foi formado a partir de uma substância que se originou principalmente no sistema solar interno; Apenas uma pequena porcentagem dos blocos básicos de construção desses dois planetas se originou mais tarde Júpiterórbita. Um grupo de pesquisadores liderado pelo Dr. Universidade de Münster (Alemanha) Estes resultados foram publicados em 22 de dezembro de 2021 na revista progresso da ciência. Eles fornecem a comparação mais abrangente até agora da composição isotópica da Terra e de Marte e os materiais de construção originais do sistema solar interno e externo. Parte desse material ainda está presente hoje praticamente inalterado nos meteoritos. Os resultados do estudo têm consequências de longo alcance para a nossa compreensão do processo que formou os planetas Mercúrio, VênusTerra e Marte. A teoria de que os quatro planetas rochosos alcançaram seu tamanho atual acumulando seixos de poeira do sistema solar externo que não foram propelidos pelo tamanho de um milímetro.

Aproximadamente 4,6 bilhões de anos atrás, nos primeiros dias de nosso sistema solar, um disco de poeira e gás girava em torno do jovem sol. Duas teorias descrevem como os planetas internos rochosos se formaram ao longo de milhões de anos a partir desse material de construção original. De acordo com a teoria antiga, a poeira no sistema solar interno se aglomerou em pedaços maiores que atingem gradualmente o tamanho da lua. A colisão desses embriões planetários finalmente resultou nos planetas internos Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. No entanto, uma teoria mais recente favorece um processo de crescimento diferente: “cascalho” de poeira de tamanho milimétrico que migrou do sistema solar externo em direção ao sol. No caminho, eles foram empilhados sobre os embriões dos planetas do sistema solar interno e gradualmente os aumentaram até o tamanho atual.

Mercúrio, Vênus, Terra e Marte

Os quatro planetas terrestres: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Crédito: NASA / Moon and Planetary Institute

Ambas as teorias são baseadas em modelos teóricos e simulações de computador destinadas a reconstruir as condições e dinâmicas no início do sistema solar; Ambos descrevem um possível caminho para a formação do planeta. Mas qual está certo? Que processo realmente aconteceu? Para responder a essas perguntas, no presente estudo pesquisadores da Universidade de Münster (Alemanha), do Observatório La Côte d’Azur (França), do Instituto de Tecnologia da Califórnia (EUA), do Museu de História Natural de Berlim (Alemanha) e a Universidade Livre de Berlim (Alemanha) identificou) A composição exata dos planetas rochosos Terra e Marte.

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“Queríamos descobrir se os blocos de construção da Terra e de Marte se originaram no sistema solar externo ou interno”, disse o Dr. Christoph Burckhardt, da Universidade de Münster, primeiro autor do estudo. Para este fim, isótopos de metais raros como titânio, zircônio e molibdênio encontrados em vestígios minúsculos nas camadas externas ricas em silicato de ambos os planetas fornecem pistas importantes. Os isótopos são diferentes tipos do mesmo elemento, que diferem apenas no peso de seus núcleos atômicos.

Meteoritos para referência

Os cientistas presumem que no início do sistema solar esses e outros isótopos metálicos não eram uniformemente distribuídos. Em vez disso, sua abundância dependia da distância do sol. Portanto, eles contêm informações valiosas sobre a origem dos blocos de construção de um determinado corpo no início do sistema solar.

Como referência para o inventário isotópico original do sistema solar externo e interno, os pesquisadores usaram dois tipos de meteoritos. Esses pedaços de rocha geralmente chegavam à Terra vindos do cinturão de asteróides, a área entre as órbitas de Marte e Júpiter. Eles são amplamente considerados materiais originais desde o início do sistema solar. Enquanto os chamados condritos carbonáceos, que podem conter tão pouco quanto carbono, se originaram fora da órbita de Júpiter e mais tarde se moveram para o cinturão de asteróides devido à influência de gigantes gasosos em crescimento, seus primos mais pobres em carbono, os condritos não carbonatados, são filhos reais do sistema solário interno.

Elephant Mars Meteorite (EETA) 79001

O meteorito marciano, elefante moraine (EETA) 79001. Os cientistas examinaram estes e outros meteoritos marcianos no estudo. crédito NASA / JSC

A composição isotópica exata das camadas de rocha acessíveis mais externas da Terra e as dos dois tipos de meteoritos foram estudadas há algum tempo; No entanto, não houve análises relativamente abrangentes das rochas marcianas. Em seu estudo atual, os pesquisadores agora examinaram amostras de um total de 17 meteoritos marcianos, que podem ser atribuídos a seis tipos típicos de rocha marciana. Além disso, os cientistas investigaram pela primeira vez a abundância de três isótopos metálicos diferentes.

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Amostras de meteoritos marcianos foram primeiro escaneadas e submetidas a um complexo tratamento químico. Usando o montador múltiplo plasma Com a espectrometria de massa do Instituto de Ciências Planetárias da Universidade de Münster, os pesquisadores foram então capazes de detectar traços de isótopos de titânio, zircônio e molibdênio. Eles então executaram simulações de computador para calcular a proporção em que os materiais de construção encontrados hoje devem ser combinados em condritos carbonáticos e não carbônicos na Terra e em Marte, a fim de reproduzir as estruturas medidas. Ao fazer isso, eles consideraram dois estágios diferentes de acumulação para explicar a história diferente dos isótopos de titânio e zircônio, bem como dos isótopos de molibdênio, respectivamente. Ao contrário do titânio e do zircônio, o molibdênio se acumula principalmente no núcleo metálico do planeta. Os traços que ainda estão presentes hoje nas camadas externas ricas em silicato só podem ser adicionados durante o último estágio de crescimento do planeta.

As descobertas dos pesquisadores mostram que as camadas rochosas externas da Terra e de Marte têm pouco em comum com os condritos carbonáceos do Sistema Solar externo. Eles representam apenas cerca de quatro por cento dos blocos de construção originais de ambos os planetas. O professor Thorsten Klein da Universidade de Münster, que também é diretor do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Göttingen, afirma: “Portanto, não podemos confirmar essa teoria da formação de planetas internos”, acrescenta.

Falta de materiais de construção

Mas a composição da Terra e de Marte também não corresponde à dos condritos não carbonáceos. Simulações de computador indicam que um tipo diferente de material de construção também deve estar em operação. “A composição isotópica desse terceiro tipo de material de construção, conforme deduzida por nossas simulações de computador, indica que ele deve ter se originado na região mais interna do Sistema Solar”, explica Christoph Burckhardt. Visto que objetos próximos ao Sol nunca foram espalhados no cinturão de asteróides, este material foi quase completamente absorvido pelos planetas internos e, portanto, não ocorre em meteoritos. “Eles são, por assim dizer, ‘materiais de construção em falta’ aos quais não temos mais acesso direto hoje”, diz Thorsten Kleine.

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A descoberta repentina não muda os resultados do estudo da teoria da formação de planetas. Christoph Burckhardt conclui que “o fato de que a Terra e Marte parecem conter principalmente material do sistema solar interno é bem adequado para a formação de planetas a partir de colisões de grandes corpos no sistema solar interno.”

Referência: “A formação de planetas terrestres a partir dos materiais perdidos do sistema solar interior” por Christoph Burckhardt, Fridolin Spitzer, Alessandro Morbidelli, Gerrit Bodd, Jan H. Rinder, Thomas S. Kroyer e Thorsten Klein, 22 de dezembro de 2021 Disponível aqui progresso da ciência.
DOI: 10.1126 / sciadv.abj7601

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A evidência indiscutível mais antiga do campo magnético da Terra foi descoberta na Groenlândia

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A evidência indiscutível mais antiga do campo magnético da Terra foi descoberta na Groenlândia

Um exemplo de formações ferríferas em faixas de 3,7 bilhões de anos encontradas na parte nordeste do cinturão supracrustal de Isua. Crédito: Claire Nicholls

Estudo colaborativo de Universidade de Oxford E Instituto de Tecnologia de Massachusetts A NASA revelou um registo do campo magnético da Gronelândia com 3,7 mil milhões de anos, mostrando que o antigo campo magnético da Terra era tão forte como é hoje, o que é crucial para proteger a vida, protegendo-a da radiação cósmica e solar.

Um novo estudo recuperou um registo do campo magnético da Terra com 3,7 mil milhões de anos, descobrindo que este se parece notavelmente semelhante ao campo que rodeia a Terra hoje. Os resultados foram publicados hoje (24 de abril) na revista Jornal de pesquisa geofísica.

Sem o campo magnético, a vida na Terra não seria possível, pois este nos protege da radiação cósmica prejudicial e das partículas carregadas emitidas pelo Sol (“vento solar”). Mas até agora, não há uma data confiável sobre quando o campo magnético moderno surgiu pela primeira vez.

Trabalho de campo, Isua, Groenlândia

Amostras foram extraídas ao longo dos transectos para comparar a diferença entre intrusões vulcânicas que datam de 3,5 bilhões de anos e as rochas circundantes que os pesquisadores mostraram conter um registro do campo magnético de 3,7 bilhões de anos. Crédito: Claire Nicholls

Exame de rochas antigas

No novo estudo, os pesquisadores examinaram uma antiga sequência de rochas contendo ferro de Isua, na Groenlândia. As partículas de ferro atuam efetivamente como pequenos ímãs que podem registrar a força e a direção do campo magnético à medida que o processo de cristalização as mantém no lugar. Os investigadores descobriram que as rochas que datam de 3,7 mil milhões de anos atrás tinham uma intensidade de campo magnético de pelo menos 15 microtesla, em comparação com o campo magnético moderno (30 microtesla).

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Estes resultados fornecem a estimativa mais antiga da força do campo magnético da Terra derivada de amostras de rochas inteiras, o que fornece uma avaliação mais precisa e confiável do que estudos anteriores que usaram cristais individuais.

Formação Ferrífera Bandada, Eswa, Groenlândia

A co-autora do estudo, Athena Easter, está em frente a uma grande área da Banded Iron Formation, o depósito rico em ferro do qual foram extraídos antigos sinais de campo magnético. Crédito: Claire Nicholls

Insights do estudo

A pesquisadora principal, Professora Claire Nicholls (Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Oxford), disse: “Extrair registros confiáveis ​​de rochas desta idade é extremamente difícil, e foi realmente emocionante ver os sinais magnéticos iniciais começando a surgir quando analisamos essas amostras em o laboratório.” . Este é um passo realmente importante à medida que tentamos determinar o papel do antigo campo magnético quando a vida apareceu pela primeira vez na Terra.

Embora a força do campo magnético pareça ter permanecido relativamente constante, sabe-se que o vento solar foi muito mais forte no passado. Isto sugere que a proteção da superfície da Terra contra os ventos solares aumentou ao longo do tempo, o que pode ter permitido que a vida se deslocasse para os continentes e saísse da proteção dos oceanos.

O campo magnético da Terra é criado pela mistura de ferro fundido no núcleo externo do líquido, impulsionado por forças de empuxo enquanto o núcleo interno se solidifica, criando um dínamo. Durante a formação inicial da Terra, o núcleo interno sólido ainda não havia se formado, deixando questões em aberto sobre como o campo magnético inicial foi mantido. Estas novas descobertas sugerem que o mecanismo que impulsionava o dínamo inicial da Terra era igualmente eficiente ao processo de solidificação que gera hoje o campo magnético da Terra.

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Compreender como a força do campo magnético da Terra muda ao longo do tempo também é fundamental para determinar quando o núcleo interno sólido da Terra começou a se formar. Isto nos ajudará a entender a rapidez com que o calor escapa do interior profundo da Terra, o que é fundamental para a compreensão de processos como as placas tectônicas.

Efeitos geológicos e meteorológicos

Um dos grandes desafios na reconstrução do campo magnético da Terra até agora é que qualquer evento que provoque o aquecimento das rochas pode alterar os sinais preservados. As rochas na crosta terrestre geralmente têm uma história geológica longa e complexa que apaga informações anteriores do campo magnético. No entanto, o cinturão supracrustal de Isoa tem uma geologia única, pois fica no topo da espessa crosta continental que o protege da atividade tectônica generalizada e da deformação. Isto permitiu aos investigadores construir um conjunto claro de evidências que apoiam a existência de um campo magnético há 3,7 mil milhões de anos.

Os resultados também podem fornecer novos insights sobre o papel do nosso campo magnético na formação da evolução da atmosfera da Terra como a conhecemos, especialmente no que diz respeito ao vazamento de gases da atmosfera. Um fenómeno actualmente inexplicável é a perda de gás xénon que não reagiu da nossa atmosfera há mais de 2,5 mil milhões de anos. O xénon é relativamente pesado e, portanto, é pouco provável que tenha simplesmente saído da nossa atmosfera. Recentemente, os cientistas começaram a investigar a possibilidade de remover partículas carregadas de xenônio da atmosfera por meio de um campo magnético.

No futuro, os investigadores esperam expandir o nosso conhecimento do campo magnético da Terra antes do aparecimento do oxigénio na atmosfera terrestre há cerca de 2,5 mil milhões de anos, examinando outras sequências de rochas antigas no Canadá, Austrália e África do Sul. Uma melhor compreensão da antiga força e variabilidade do campo magnético da Terra nos ajudará a determinar se os campos magnéticos planetários são necessários para hospedar vida na superfície do planeta e o seu papel na evolução da atmosfera.

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Referência: “Prováveis ​​​​Registros Eoarqueanos do Campo Geomagnético Preservados no Cinturão Supracrustal de Isua, Sudoeste da Groenlândia” por Clare I. O. Nicholls, Benjamin B. Weiss, Athena Easter, Craig R. Martin, Adam C. Maloof, Nigel M. Kelly, Mike J. Zawaski, Stephen J. Mojzis, E. Bruce Watson e Daniele J. Czerniak, 24 de abril de 2024, Jornal de Pesquisa Geofísica: Terra Sólida.
doi: 10.1029/2023JB027706

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Vela solar avançada da NASA implantada com sucesso no espaço: ScienceAlert

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Vela solar avançada da NASA implantada com sucesso no espaço: ScienceAlert

As velas solares são uma forma misteriosa e majestosa de viajar pelo golfo do espaço. Comparado aos navios à vela do passado, é uma das formas mais eficientes de impulsionar veículos no espaço.

Um foguete RocketLab Electron lançou na terça-feira o novo sistema avançado de vela solar composta da NASA. O objetivo é testar a implantação de grandes velas solares na órbita baixa da Terra, e a NASA confirmou na quarta-feira que implantou com sucesso uma vela de 9 metros.

Em 1886 o automóvel foi inventado. Em 1903, os humanos fizeram o primeiro voo motorizado. Apenas 58 anos depois, os humanos fizeram a sua primeira viagem ao espaço num foguetão. A tecnologia dos foguetes mudou dramaticamente ao longo dos séculos, sim, séculos.

O desenvolvimento do míssil começou no século 13, quando os chineses e os mongóis dispararam flechas de mísseis uns contra os outros. As coisas evoluíram um pouco desde então, e agora temos combustíveis sólidos e líquidos para foguetes, motores iônicos e velas solares com mais tecnologia nas asas.

Um foguete SpaceX Falcon 9 sobe de uma plataforma de lançamento na Flórida para enviar o módulo lunar Odysseus da Intuitive Machines ao espaço. (NASA/YouTube)

As velas solares são especialmente importantes porque aproveitam a energia do sol, ou da luz das estrelas, para impulsionar sondas através do espaço. A ideia não é nova: Johannes Kepler (famoso pelo movimento planetário) propôs pela primeira vez que a luz solar poderia ser usada para impulsionar naves espaciais no século XVII em seu trabalho intitulado “Somnium”.

Tivemos que esperar até o século XX para que o cientista russo Konstantin Tsiolkovsky demonstrasse o princípio de como as velas solares realmente funcionam.

Carl Sagan e outros membros da Sociedade Planetária começaram a propor missões utilizando velas solares nas décadas de 1970 e 1980, mas foi só em 2010 que vimos o primeiro veículo prático de vela solar, o IKAROS.

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Imagem da vela solar IKAROS totalmente implantada, capturada pela câmera de separação. (jaxá)

O conceito de velas solares é muito fácil de entender e baseia-se na pressão da luz solar. As velas são inclinadas para que os fótons atinjam e saltem da vela reflexiva para empurrar a espaçonave para frente.

É claro que são necessários muitos fótons para acelerar uma espaçonave usando luz, mas lentamente, com o tempo, torna-se um sistema de propulsão muito eficiente que não requer motores pesados ​​ou tanques de combustível.

Esta redução na massa tornou mais fácil a aceleração das velas solares pela luz solar, mas os tamanhos das velas eram limitados pelos materiais e pela estrutura das retrancas que as sustentavam.

A NASA está trabalhando para resolver o problema com sua tecnologia Solar Sail Boom de próxima geração. Seu avançado sistema de vela solar composta usa um CubeSat projetado pela NanoAvionics para testar a nova estrutura de suporte de lança composta.

É feito de materiais poliméricos flexíveis e fibra de carbono para criar uma alternativa mais rígida e leve aos atuais projetos de estruturas de suporte.

Na quarta-feira, 24 de abril, a NASA confirmou que o satélite CubeSat atingiu a órbita baixa da Terra e implantou uma vela de 9 metros. Eles agora estão operando a sonda e concluindo um contrato terrestre. Demorou cerca de 25 minutos para desdobrar a vela de 80 metros quadrados.

Se as condições forem adequadas, poderá ser visível da Terra, talvez rivalizando com Sirius em brilho.

Este artigo foi publicado originalmente por O universo hoje. Leia o Artigo original.

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Carolina do Norte: surto de tosse convulsa confirmado

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Carolina do Norte: surto de tosse convulsa confirmado

Autoridades de saúde do condado da Carolina do Norte confirmaram um surto de tosse convulsa na quinta-feira. Andrew Mundheink, do Departamento de Saúde Pública do Condado de Henderson, disse que 27 casos de coqueluche, também conhecida como tosse convulsa, foram relatados no condado de Henderson. As autoridades de saúde dizem que estão trabalhando ativamente para identificar e notificar aqueles que possam ter sido expostos aos casos, disse ele. A maioria dos casos ocorre entre crianças em idade escolar, segundo Mundhink, que disse que os pais e responsáveis ​​​​são notificados e os indivíduos são contatados diretamente por carta ou telefone. “A tosse convulsa é uma infecção que afeta os brônquios e os pulmões”, disse Mondehink. “O vírus se espalha facilmente quando alguém tosse ou espirra. Os sintomas geralmente aparecem 5 a 10 dias após a exposição, mas às vezes levam até 21 dias. Causa tosse intensa que pode durar semanas ou meses, às vezes levando a crises de tosse ou vômito. .” “A coqueluche pode afetar qualquer pessoa, mas crianças com menos de 12 meses e indivíduos com sistema imunológico enfraquecido correm maior risco de complicações graves e morte.” crianças e adultos, incluindo mulheres grávidas, precisam tomar uma vacina de reforço contra coqueluche chamada “Tdap” para proteger a si mesmos e aos bebês ao seu redor. As pessoas no condado de Henderson que precisam da vacina Tdap podem entrar em contato com seu médico ou ligar para o Departamento de Saúde no número 828. -692-4223 para obter assistência Para obter mais informações sobre a tosse convulsa, visite o site dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC).

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Autoridades de saúde do condado da Carolina do Norte confirmaram um surto de tosse convulsa na quinta-feira.

Andrew Mundink com Departamento de Saúde Pública do Condado de HendersonEle disse que 27 casos de coqueluche, também conhecida como tosse convulsa, foram relatados no condado de Henderson.

As autoridades de saúde dizem que estão trabalhando ativamente para identificar e notificar aqueles que possam ter sido expostos aos casos, disse ele.

A maioria dos casos ocorre entre crianças em idade escolar, segundo Mondehink, que disse que os pais, tutores e contactos próximos dos indivíduos são notificados por carta ou telefonema.

“A tosse convulsa é uma infecção que afeta os brônquios e os pulmões”, disse Mondehink. “O vírus se espalha facilmente quando alguém tosse ou espirra. Os sintomas geralmente aparecem 5 a 10 dias após a exposição, mas às vezes levam até 21 dias. Causa tosse intensa que pode durar semanas ou meses, às vezes levando a crises de tosse ou vômito. .

“A tosse convulsa pode afetar qualquer pessoa, mas crianças com menos de 12 meses e indivíduos com sistema imunológico enfraquecido correm maior risco de complicações graves e morte”.

Ele incentivou as famílias a se certificarem de que suas vacinas estão em dia. A proteção contra coqueluche da vacina pediátrica DTaP diminui com o tempo. Crianças mais velhas e adultos, incluindo mulheres grávidas, precisam tomar uma vacina de reforço contra coqueluche chamada Tdap para proteger a si mesmos e aos bebês próximos ou ao seu redor.

As pessoas no condado de Henderson que precisam da vacina Tdap podem entrar em contato com seu médico ou ligar para o Departamento de Saúde pelo telefone 828-692-4223 para obter assistência.

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Para mais informações sobre tosse convulsaVisite o site do CDC.

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