Os sistemas solares se formam quando nuvens de gás e poeira começam a se aglomerar. A gravidade puxa esses elementos juntos, formando uma estrela central, como o nosso Sol, cercada por um disco achatado de materiais em consolidação. Nossos planetas terrestres – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte – se formaram à medida que objetos rochosos menores se acumularam, ou acrecionaram, em planetesimais maiores e eventualmente protoplanetas, quando impactos tardios fizeram contribuições críticas. A Terra provavelmente foi o último planeta terrestre a se formar, atingindo cerca de 99% de sua massa final em aproximadamente 60-100 milhões de anos após o início da consolidação dos primeiros sólidos.

“Examinamos o papel desproporcional que a acreção tardia – os 1% finais do crescimento planetário – desempenha no controle da evolução de longo prazo da Terra e de outros planetas terrestres”, disse o autor principal do artigo, Dr. Simone Marchi, do Divisão de Ciência e Exploração do Sistema Solar do SwRI, em Boulder, Colorado. “Diferenças nas acreções tardias dos planetas podem fornecer uma justificativa para interpretar suas propriedades distintas. Fizemos avanços em restringir a história das acreções tardias, usando simulações de impactos em larga escala e compreendendo as consequências da evolução interior, crustal e atmosférica.”

Uma recente abundância de dados geoquímicos de meteoritos e rochas terrestres levou a uma melhor compreensão da formação dos planetas. Com esses avanços, as colisões e suas várias consequências emergiram como processos cruciais que afetam a evolução de longo prazo dos planetas terrestres. Por exemplo, a tectônica, a composição atmosférica e a água de Vênus e da Terra parecem estar atreladas à acreção tardia. A variabilidade superficial de Marte e a alta razão de massa metal-silicato de Mercúrio também estão associadas a grandes impactos tardios.

“As histórias de impactos devem desempenhar um papel crítico na busca por exoplanetas habitáveis como a Terra”, disse Marchi. “A habitabilidade de um planeta rochoso depende da natureza de sua atmosfera, que está ligada à tectônica de placas e à liberação de gases do manto. A busca pela ‘irmã gêmea’ da Terra pode se concentrar em planetas rochosos com propriedades de massa, raio e localização na zona habitável similares, bem como uma história de colisão comparável.”

Modelos fornecem insights sobre o número total e a história de impactos, mas a atividade geológica pode obscurecer algumas evidências. A comunidade científica utiliza impactos lunares, observações adicionais e modelos dinâmicos para entender melhor e “restringir” a história de bombardeios dos planetas rochosos.

“O destino do material de um impactador é crucial para entender a evolução física e química do corpo-alvo”, disse Marchi. “Avaliaremos a abundância de certos elementos que têm afinidade por metal no manto e na crosta de objetos planetários para entender o tempo e os processos que levaram à formação de seu núcleo, manto e crosta.”

Os impactos também modificam as atmosferas dos planetas terrestres de maneiras profundas, afetando particularmente a abundância de elementos voláteis, como água e carbono, que evaporam facilmente. Colisões podem remover atmosferas pré-existentes ou, ao contrário, impactadores ricos em voláteis podem trazer esses componentes para a superfície e atmosfera de um planeta. A abundância de voláteis fornece insights sobre a formação, evolução e habitabilidade dos planetas terrestres.

“Esses processos quase certamente desempenharam um papel na química prebiótica da Terra primitiva, mas suas implicações na origem da vida permanecem um mistério”, disse Marchi.