Uma nova pesquisa liderada por Craig Walton, um pós-doutorando no Centro para a Origem e Prevalência da Vida da ETH Zurich, e pela professora Maria Schönbächler, da ETH Zurich, mostra que esses elementos devem estar presentes nas proporções corretas durante a formação do núcleo de um planeta. “Durante a formação do núcleo de um planeta, é necessário que haja a quantidade exata de oxigênio para que fósforo e nitrogênio permaneçam na superfície do planeta”, explica Walton, autor principal do estudo. No caso da Terra, isso parece ter ocorrido há cerca de 4,6 bilhões de anos, dando ao nosso planeta um ponto de partida químico extraordinariamente favorável. Esse resultado pode impactar a maneira como os cientistas buscam vida fora da Terra.

Como a Formação do Núcleo Planetário Afeta a Habitabilidade

Os planetas começam como corpos de rocha fundida. À medida que se formam, seus materiais se separam conforme o peso. Metais pesados, como o ferro, afundam para dentro e formam o núcleo, enquanto materiais mais leves permanecem acima e se tornam eventualmente o manto e, por fim, a crosta.

Os níveis de oxigênio durante essa fase são cruciais. Se houver oxigênio em quantidades insuficientes quando o núcleo se forma, o fósforo se liga a metais pesados, como o ferro, e é puxado para o núcleo. Uma vez lá, não estará mais disponível nas regiões do planeta onde a vida poderia se desenvolver. Se houver oxigênio demais, o fósforo permanece no manto, mas o nitrogênio tende a escapar para a atmosfera e ser perdido.

A Zona Química do Goldilocks

Através de modelagens extensivas, Walton e seus coautores descobriram que tanto o fósforo quanto o nitrogênio permanecem no manto em quantidades suficientes apenas dentro de uma faixa muito estreita de condições moderadas de oxigênio. Eles se referem a isso como a zona química do Goldilocks.

“Nossos modelos mostram claramente que a Terra está precisamente dentro dessa faixa. Se tivéssemos tido apenas um pouco mais ou um pouco menos de oxigênio durante a formação do núcleo, não haveria fósforo ou nitrogênio suficientes para o desenvolvimento da vida”, afirma Walton.

A equipe também constatou que outros planetas, incluindo Marte, se formaram sob condições de oxigênio fora dessa zona do Goldilocks. Em Marte, isso resultou em uma maior quantidade de fósforo no manto do que na Terra, mas com menos nitrogênio, criando condições desfavoráveis para a vida como a conhecemos.

Uma Nova Abordagem para Buscar Vida Além da Terra

Essas descobertas podem mudar a maneira como os cientistas pensam sobre habitabilidade. Até agora, muito da atenção foi centrada na presença de água em um planeta. Walton e Schönbächler defendem que isso não é suficiente.

Um planeta pode ter água e ainda assim ser quimicamente inadequado para a vida desde o início. Se os níveis de oxigênio estiverem errados durante a formação do núcleo, o planeta pode nunca ter mantido fósforo e nitrogênio nas áreas onde a vida pudesse utilizá-los.

Por Que Estrelas Semelhantes ao Sol Podem Importar Mais

Astrônomos poderão estimar essas condições químicas estudando outros sistemas solares com grandes telescópios. O oxigênio disponível durante a formação dos planetas depende da composição química da estrela anfitriã. Como os planetas se formam principalmente a partir do mesmo material que suas estrelas, a composição da estrela ajuda a moldar a química de todo o sistema planetário.

Isso significa que sistemas solares cuja química é muito diferente da nossa podem ser candidatos fracos na busca por vida. “Isso torna a busca por vida em outros planetas muito mais específica. Devemos procurar sistemas solares com estrelas que se assemelham ao nosso Sol”, afirma Walton.