14.2: Meteoritos - Pedras do céu
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Objetivos de
Ao final desta seção, você poderá:
- Explique a origem dos meteoritos e a diferença entre um meteoro e um meteorito
- Descreva como a maioria dos meteoritos foi encontrada
- Explique como meteoritos de pedra primitivos são significativamente diferentes de outros tipos
- Explique como o estudo dos meteoritos informa nossa compreensão da idade do sistema solar.
Qualquer fragmento de detritos interplanetários que sobreviva ao mergulho ardente na atmosfera da Terra é chamado de meteorito. Meteoritos caem muito raramente em qualquer localidade, mas em toda a Terra milhares caem a cada ano. Alguns meteoritos são solitários, mas muitos são fragmentos da ruptura na atmosfera de um único objeto maior. Essas rochas do céu carregam um registro notável da formação e da história inicial do sistema solar.
Origem extraterrestre de meteoritos
Meteoritos ocasionais foram encontrados ao longo da história, mas sua origem extraterrestre não foi aceita pelos cientistas até o início do século XIX. Antes disso, essas pedras estranhas eram ignoradas ou consideradas de origem sobrenatural.
As quedas dos primeiros meteoritos recuperados se perdem na névoa da mitologia. Vários textos religiosos falam de pedras do céu, que às vezes chegavam em momentos oportunos para ferir os inimigos dos autores desses textos. Pelo menos um meteorito sagrado aparentemente sobreviveu na forma da Ka'aba, a pedra negra sagrada em Meca que é reverenciada pelo Islã como uma relíquia da época dos patriarcas — embora, compreensivelmente, nenhum fragmento dessa pedra sagrada tenha sido submetido a análises químicas detalhadas.
A história científica moderna dos meteoritos começa no final do século XVIII, quando alguns cientistas sugeriram que algumas pedras de aparência estranha tinham composição e estrutura tão peculiares que provavelmente não eram de origem terrestre. A ideia de que, de fato, “pedras caem do céu” foi geralmente aceita somente depois que uma equipe científica liderada pelo físico francês Jean-Baptiste Biot investigou uma queda bem observada em 1803.
Às vezes, meteoritos caem em grupos ou chuvas. Essa queda ocorre quando um único objeto maior se rompe durante sua passagem violenta pela atmosfera. É importante lembrar que essa chuva de meteoritos não tem nada a ver com uma chuva de meteoritos. Nenhum meteorito jamais foi recuperado em associação com chuvas de meteoros. Seja qual for a fonte definitiva dos meteoritos, eles não parecem vir dos cometas ou de seus fluxos de partículas associados.
Achados e quedas de meteoritos
Os meteoritos são encontrados de duas maneiras. Primeiro, às vezes observa-se que meteoros brilhantes (bolas de fogo) penetram na atmosfera em baixas altitudes. Se pesquisarmos a área abaixo do ponto em que a bola de fogo se queimou, poderemos encontrar um ou mais restos que chegaram ao solo. Quedas de meteoritos observadas, em outras palavras, podem levar à recuperação de meteoritos caídos. (Alguns meteoritos atingiram até edifícios ou, muito raramente, pessoas; veja a caixa Fazendo conexões: alguns meteoritos impressionantes abaixo). A bola de fogo de Chelyabinsk de 2013, que discutimos no capítulo Cometas e asteróides: detritos do sistema solar, produziu dezenas de milhares de pequenos meteoritos, muitos deles fáceis de encontrar porque essas pedras escuras caíram na neve.
Existem, no entanto, muitos alarmes falsos sobre quedas de meteoritos. A maioria dos observadores de uma bola de fogo brilhante conclui que parte dela caiu no chão, mas isso raramente é o caso. A cada poucos meses, os meios de comunicação relatam que um meteorito foi implicado no início de um incêndio. Essas histórias sempre se mostraram erradas. O meteorito está gelado no espaço, e a maior parte de seu interior permanece fria mesmo após seu breve mergulho de fogo na atmosfera. É mais provável que um meteorito recém-caído adquira uma camada de gelo do que inicie um incêndio.
Às vezes, as pessoas descobrem rochas de aparência incomum que se revelam meteoríticas; essas rochas são chamadas de achados de meteoritos. Agora que o público se tornou consciente dos meteoritos, muitos fragmentos incomuns, nem todos do espaço, são enviados a especialistas a cada ano. Alguns cientistas dividem esses objetos em duas categorias: “meteoritos” e “meteoros errados”. Fora da Antártica (veja o próximo parágrafo), meteoritos genuínos aparecem a uma taxa média de cerca de 25 por ano. A maioria deles acaba em museus de história natural ou laboratórios meteoríticos especializados em todo o mundo (Figura\(\PageIndex{1}\)).
Desde a década de 1980, as fontes na Antártica aumentaram dramaticamente nosso conhecimento sobre meteoritos. Mais de dez mil meteoritos foram recuperados da Antártica como resultado do movimento do gelo em algumas partes desse continente (Figura\(\PageIndex{1}\)). Meteoritos que caem em regiões onde o gelo se acumula são enterrados e depois transportados lentamente para outras áreas onde o gelo é gradualmente desgastado. Depois de milhares de anos, a rocha se encontra novamente na superfície, junto com outros meteoritos transportados para esses mesmos locais. Assim, o gelo concentra os meteoritos que caíram em uma grande área e por um longo período de tempo. Uma vez na superfície, as rochas se destacam em contraste com o gelo e, portanto, são mais fáceis de detectar do que em outros lugares do nosso planeta rochoso.
alguns meteoritos impressionantes
Embora meteoritos caiam regularmente na superfície da Terra, poucos deles têm muito impacto na civilização humana. Há tanta água e terra desabitada em nosso planeta que rochas do espaço normalmente caem onde ninguém as vê cair. Mas, dado o número de meteoritos que pousam a cada ano, você pode não se surpreender que alguns tenham atingido edifícios, carros e até pessoas. Em setembro de 1938, por exemplo, um meteorito mergulhou pelo telhado da garagem de Edward McCain, onde ficou embutido no assento de seu Pontiac Coupe (Figura\(\PageIndex{3}\)).
Em novembro de 1982, Robert e Wanda Donahue, de Wethersfield, Connecticut, estavam assistindo M*A*S*H* na televisão quando um meteorito de 6 libras atravessou seu telhado, fazendo um buraco no teto da sala. Depois de pular, finalmente descansou embaixo da mesa da sala de jantar.
Michelle Knapp, de 18 anos, de Peekskill, Nova York, teve uma grande surpresa em uma manhã de outubro de 1992. Ela tinha acabado de comprar seu primeiro carro, o Chevy Malibu 1980 de sua avó. Mas ela acordou e encontrou sua extremidade traseira mutilada e uma cratera na garagem da família, graças a um meteorito de 3 libras. Michelle não tinha certeza se ficaria arrasada com a perda de seu carro ou se ficaria emocionada com toda a atenção da mídia.
Em junho de 1994, Jose Martin e sua esposa estavam dirigindo de Madri, Espanha, para umas férias de golfe quando um meteorito do tamanho de um punho caiu no para-brisa do carro, ricocheteou no painel, quebrou o dedo mindinho de José e depois caiu no banco de trás. Antes de Martin, a pessoa mais recente conhecida por ter sido atingida por um meteorito foi Annie Hodges, de Sylacauga, Alabama. Em novembro de 1954, ela estava cochilando em um sofá quando um meteorito entrou pelo telhado, ricocheteou em um grande aparelho de rádio e bateu primeiro no braço e depois na perna.
A bola de fogo que explodiu a uma altitude de cerca de 20 quilômetros perto da cidade russa de Chelyabinsk em 15 de fevereiro de 2013 produziu uma chuva de meteoritos muito grande e algumas das pequenas rochas atingiram edifícios. No entanto, nenhum deles atingiu pessoas, e os meteoritos individuais eram tão pequenos que não causaram muitos danos — muito menos do que a onda de choque da bola de fogo explodindo, que quebrou o vidro em milhares de janelas.
Classificação de meteoritos
Os meteoritos em nossas coleções têm uma ampla variedade de composições e histórias, mas tradicionalmente eles foram colocados em três grandes classes. Primeiro estão os ferros, compostos de níquel-ferro metálico quase puro. Em segundo lugar estão as pedras, termo usado para qualquer silicato ou meteorito rochoso. Em terceiro lugar estão os ferros de pedra mais raros, feitos (como o nome indica) de misturas de pedra e ferro metálico (Figura\(\PageIndex{4}\)).
Desses três tipos, os ferros e os ferros de pedra são os mais obviamente extraterrestres por causa de seu conteúdo metálico. O ferro puro quase nunca ocorre naturalmente na Terra; geralmente é encontrado aqui como um óxido (quimicamente combinado com oxigênio) ou outro minério mineral. Portanto, se você encontrar um pedaço de ferro metálico, com certeza ele será feito pelo homem ou um meteorito.
As pedras são muito mais comuns do que os ferros, mas mais difíceis de reconhecer. Freqüentemente, análises laboratoriais são necessárias para demonstrar que uma amostra específica é realmente de origem extraterrestre, especialmente se estiver no solo por algum tempo e estiver sujeita a intempéries. As pedras cientificamente mais valiosas são aquelas coletadas imediatamente após a queda ou as amostras da Antártica preservadas em um estado quase intocado pelo gelo.
A tabela\(\PageIndex{1}\) resume as frequências de ocorrência das diferentes classes de meteoritos entre as categorias de outono, achado e Antártica.
| Classe | Quedas (%) | Achados (%) | Antártico (%) |
|---|---|---|---|
| Pedras primitivas | 88 | 51 | 85 |
| Pedras diferenciadas | 8 | 2 | 12 |
| Ferros | 3 | 42 | 2 |
| Ferros de pedra | 1 | 5 | 1 |
Idades e composições de meteoritos
Foi só quando as idades dos meteoritos foram medidas e suas composições analisadas em detalhes que os cientistas apreciaram seu verdadeiro significado. Os meteoritos incluem os materiais mais antigos e primitivos disponíveis para estudo direto em laboratório. A idade dos meteoritos pedregosos pode ser determinada a partir da medição cuidadosa dos isótopos radioativos e seus produtos de decaimento. Quase todos os meteoritos têm idades radioativas entre 4,50 e 4,56 bilhões de anos, tão antigas quanto qualquer idade que tenhamos medido no sistema solar. As poucas exceções mais jovens são rochas ígneas que foram ejetadas de eventos de crateras na Lua ou em Marte (e chegaram à Terra).
A idade média dos meteoritos mais primitivos, calculada usando os valores mais precisos agora disponíveis para meia-vida radioativa, é de 4,56 bilhões de anos, com uma incerteza de menos de 0,01 bilhão de anos. Esse valor (que arredondamos para 4,5 bilhões de anos neste livro) é considerado como representando a idade do sistema solar — o tempo desde que os primeiros sólidos se condensaram e começaram a se formar em corpos maiores.
A classificação tradicional de meteoritos em ferros, pedras e ferros de pedra é fácil de usar porque é óbvio, a partir da inspeção, em qual categoria um meteorito se enquadra (embora possa ser muito mais difícil distinguir uma pedra meteorítica de uma rocha terrestre). Mais cientificamente significativa, no entanto, é a distinção entre meteoritos primitivos e diferenciados. Os meteoritos diferenciados são fragmentos de corpos progenitores maiores que foram derretidos antes de se separarem, permitindo que os materiais mais densos (como metais) afundem em seus centros. Como muitas rochas na Terra, elas foram submetidas a um certo grau de remodelação química, com os diferentes materiais classificados de acordo com a densidade. Meteoritos diferenciados incluem os ferros, que vêm dos núcleos metálicos de seus corpos progenitores; ferros de pedra, que provavelmente se originam em regiões entre um núcleo de metal e um manto pedregoso; e algumas pedras que são compostas de material de manto ou crosta de seus corpos parentais diferenciados.
Os meteoritos mais primitivos
Para obter informações sobre a história mais antiga do sistema solar, recorremos aos meteoritos primitivos — aqueles feitos de materiais que não foram sujeitos a grandes temperaturas ou pressões desde sua formação. Podemos observar o espectro da luz solar refletida pelos asteróides e comparar suas composições com as dos meteoritos primitivos. Essa análise indica que seus corpos progenitores são quase certamente asteróides. Como se acredita que os asteróides sejam fragmentos que sobraram do processo de formação do sistema solar, faz sentido que eles sejam os corpos progenitores dos meteoritos primitivos.
A grande maioria dos meteoritos que chegam à Terra são pedras primitivas. Muitos deles são compostos por silicatos cinza de cor clara com alguns grãos metálicos misturados, mas também há um importante grupo de pedras mais escuras chamadas meteoritos carbonáceos. Como o nome sugere, esses meteoritos contêm carbono, mas também encontramos várias moléculas orgânicas complexas neles - substâncias químicas baseadas em carbono, que na Terra são os elementos químicos da vida. Além disso, alguns deles contêm água quimicamente ligada e muitos estão esgotados em ferro metálico. Os asteróides carbonáceos (ou do tipo C) estão concentrados na parte externa do cinturão de asteróides.
Entre os mais úteis desses meteoritos estão o meteorito Allende que caiu no México (veja a Figura\(\PageIndex{4}\)), o meteorito Murchison que caiu na Austrália (ambos em 1969) e o meteorito do Lago Tagish que pousou em uma nevasca de inverno no Lago Tagish, Canadá, em 2000. (Os frágeis pedaços de material escuro do meteorito do Lago Tagish eram facilmente visíveis contra a neve branca, embora a princípio tenham sido confundidos com excrementos de lobo.)
O meteorito Murchison (Figura\(\PageIndex{5}\)) é conhecido pela variedade de produtos químicos orgânicos que produziu. A maioria dos compostos de carbono em meteoritos carbonáceos são substâncias complexas, semelhantes ao alcatrão, que desafiam a análise exata. Murchison também contém 16 aminoácidos (os blocos de construção das proteínas), 11 dos quais são raros na Terra. A coisa mais notável sobre essas moléculas orgânicas é que elas incluem números iguais com simetria molecular destra e esquerda. Os aminoácidos podem ter qualquer tipo de simetria, mas toda a vida na Terra evoluiu usando apenas as versões canhotas para produzir proteínas. A presença dos dois tipos de aminoácidos demonstra claramente que os presentes nos meteoritos tinham origem extraterrestre.
Esses aminoácidos que ocorrem naturalmente e outras moléculas orgânicas complexas em Murchison - formadas sem o benefício do ambiente protegido do planeta Terra - mostram que uma grande quantidade de química interessante deve ter ocorrido quando o sistema solar estava se formando. Nesse caso, talvez alguns dos elementos moleculares da vida na Terra tenham sido libertados pela primeira vez por meteoritos e cometas primitivos. Essa é uma ideia interessante porque nosso planeta provavelmente era muito quente para que qualquer material orgânico sobrevivesse à sua história mais antiga. Mas depois que a superfície da Terra esfriou, os fragmentos de asteróides e cometas que a lançaram poderiam ter atualizado seu suprimento de materiais orgânicos.
Conceitos principais e resumo
Os meteoritos são os detritos do espaço (principalmente fragmentos de asteróides) que sobrevivem até atingir a superfície da Terra. Os meteoritos são chamados de achados ou quedas de acordo com a forma como são descobertos; a fonte mais produtiva hoje é a calota de gelo da Antártica. Os meteoritos são classificados como ferros, ferros de pedra ou pedras de acordo com sua composição. A maioria das pedras são objetos primitivos, datados da origem do sistema solar há 4,5 bilhões de anos. Os mais primitivos são os meteoritos carbonáceos, como Murchison e Allende. Eles podem conter várias moléculas orgânicas (ricas em carbono).
Glossário
- meteorito de ferro
- um meteorito composto principalmente de ferro e níquel
- meteorito
- uma porção de um meteoro que sobrevive à passagem pela atmosfera e atinge o solo
- meteorito pedregoso
- um meteorito composto principalmente de material pedregoso, primitivo ou diferenciado
- meteorito de ferro pedregoso
- um tipo de meteorito diferenciado que é uma mistura de materiais de níquel-ferro e silicato