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nov 27

Partículas atômicas podem ajudar a resolver um mistério planetário?

Isótopos de magnésio foram usados para comparar a Terra com asteroides

O interior da Terra (Universidade de Chicago)

O interior da Terra (Universidade de Chicago)

Um professor da Universidade de Arkansas e seus colegas demonstraram que o manto da Terra contém praticamente a mesma assinatura isotópica de magnésio que possuem os meteoritos e asteróides. Estas evidências sugerem que a formação de nosso planeta teve considerável influência da acresção de objetos do sistema solar. Os cientistas julgam que estas evidências possivelmente resolvem um longo e antigo debate sobre as origens do planeta.

Recentemente, Fangzhen Teng, professor assistente da Universidade de Arkansas e Wei Yang e Hong-Fu Zhang da Academia China das Ciências informaram sobre suas descobertas na revista Earth and Planetary Science Letters.

Professor Fangzhen Teng

Professor Fangzhen Teng

Magnésio e Alumínio dão as pistas…

Os pesquisadores examinaram isótopos de magnésio em condritasmeteoritos que contêm elementos que se formaram a partir da condensação dos gases aquecidos no Sistema Solar. Eles também observaram amostras de diferentes profundidades do manto terrestre. Os isótopos possuem as mesmas propriedades químicas, mas pesos atômicos diferentes. Assim, alguns processos fazem com que o que parece o mesmo material se comporte de forma distinta. As proporções diversas de isótopos no interior de uma rocha fornecem informações aos cientistas sobre a fonte original do material.

O magnésio é considerado um marcador de boa qualidade para as origens planetárias, uma vez que:

1. Os isótopos de magnésio podem se separar durante a evaporação e condensação no Sistema Solar;

2. Um dos isótopos de magnésio, o Mg26, é um produto do decaimento do alumínio, Al26 e isto torna o Mg26 um elemento notável nas medições geológicas.

Assim, materiais com distintas origens e idades contêm distintas quantidades do isótopo de alumínio (Al26), que resultam em diferentes quantidades dos isótopos de magnésio.

“Os isótopos são muito sensíveis às fontes de material”, disse Teng. “Podemos usar isótopos como ferramentas para um melhor entendimento sobre as origens planetárias”.

Fragmentos de condritas carbonáceas. Da esquerda para a direita: Allende, Yukon e Murchison.

Fragmentos de condritas carbonácias. Da esquerda para a direita: Allende, Yukon e Murchison.

O grupo liderado por Teng analisou diferentes tipos de rocha de distintas profundidades do manto da Terra originadas de locais no norte de China e comparou os resultados destas amostras com os meteoritos condríticos.

Os cientistas observaram isótopos de magnésio nas amostras procedentes de toda a rocha, mas também separaram minerais das rochas e examinaram também a composição de isótopos de magnésio destes minerais.

“As amostras procedentes da Terra eram ligeiramente distintas entre si”, disse Teng. Mas suas composições também se encaixavam muito bem com características dos meteoritos, informaram os pesquisadores.

“Esta é uma prova muito sólida de que a Terra tem uma composição de magnésio condrítico”, disse Teng.

Teng é um professor em J. William Fulbright College of Arts and Sciences e também é membro do the Arkansas Center for Space and Planetary Sciences.

O Magnésio, o Alumínio e seus isótopos…

O Magnésio tem três isótopos estáveis: Mg24, Mg25 e Mg26. Todos estes três isótopos estão presentes na natureza em quantidades significativas. Cerca de 79% do Magnésio corresponde ao isótopo Mg24. O isótopo Mg28 é instável e radioativo. O Mg28 tem uma meia-vida relativamente curta, de apenas 21 horas.

O Mg26 tem aplicações na geologia isotópica, da mesma forma que o alumínio. O isótopo Mg26 é um filho radiogênico Al26, o qual tem uma meia vida de 717.000 anos. Grandes quantidades de Mg26 estável têm sido observadas nos veios ricos em cálcio e alumínio (chamados de Ca-Al-rich inclusions, ou CAI, em inglês) de inclusões em diversos meteoritos de condrita carbonácia. Esta abundância anômala do Mg26 tem sido atribuída ao decaimento do seu elemento progenitor, o isótopo de alumínio Al26 presente nestas inclusões. Conseqüentemente, as condritas devem ter se formado na nebulosa proto-planetária do Sistema Solar antes do decaimento do Al26. Assim, sabemos que estes fragmentos interplanetários estão entre os objetos mais antigos do Sistema Solar e tem informações preservadas a respeito da história da primordial da gênese do nosso sistema.

O processo de medição consiste na comparação entre as razões isotópicas de Mg26/Mg24 e Al27/Mg24, para determinar dessa maneira, de forma indireta, a relação Al26/Al27 inicial da amostra no momento em que o objeto se separou das regiões de pó da névoa présolar.

Fonte

University of Arkansas: Atomic Particles Help Solve Planetary Puzzle por Melissa Blouin

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