Os segredos nitrogenados da atmosfera

Eu nem vou perder meu tempo explicando que nossa atmosfera é composta por 78% de nitrogênio. Todo mundo sabe isso, pois isso é ensinado no Ensino Fundamental. A não ser que você seja astrônomo formado no Brasil, aí é capaz de nem saber o que é ar, água e o Círculo de Fogo. Só tem um probleminha: esse nitrogênio teve que vir de algum lugar. De onde veio esta bagaça?

Nitrogênio é um gás, diferente do vapor d’água. Vapor é uma substância no estado gasoso que pode ser liquefeito aplicando pressão (a água se mantém em estado líquido mesmo em temperaturas acima de 100ºC dentro de uma panela de pressão porque, DUH!, está sobre pressão). Já os gases passaram a “temperatura crítica”, então, vai ficar aplicando pressão nele até amanhã. Volto a perguntar: de onde veio esta bagaça, e coo chegou na atmosfera?

O dr. Edward Young é professor de Ciências Da Terra, Planetária e Espacial da UCLA. Seu interesse de estudo é a geoquímica do planeta em sua formação. O problema, segundo sua perspectiva é que o nitrogênio é um gás de ponto de ebulição muito, muito baixo, além de ser não-reativo, ou seja, ele não reage de maneira fácil com outros elementos. E quando eu falo “de maneira fácil”, é do ponto de vista “é difícil bagarai”. Nitrogênio, quando isolado, não reage de maneira difícil, mas MUITO difícil, precisando certas condições. Sendo assim, era para termos perdido todo este nitrogênio durante a formação do planeta.

Segundo a pesquisa do Jovem, a contribuição relativa do nitrogênio primordial herdada durante a acumulação da Terra versus aquela subdividida da superfície da Terra não é clara, ou seja, não se sabe se o nitrogênio que chegou aqui foi para a atmosfera, e se, por meios geológicos, voltou para o seio da Terra, ficando lá e sendo liberado aos poucos.

Para saber isso, só tem um jeito: coletar amostra de rochas e testar o nitrogênio preso lá. Que lugar maravilhoso para se fazer isso senão em vulcões, já que é a forma como o planeta cospe parte do manto para fora? Young ralou peito para locais como Canadá, França, Islândia e Itália, junto com cientistas do Instituto Oceanográfico Woods Hole, em Massachusetts, e da Universidade do Novo México, além de pesquisadores locais, como manda a boa prática científica.

Esta galera da pesada comparou a composição das moléculas de nitrogênio das profundezas da Terra com o nitrogênio, sem qualquer contaminação do ar proveniente de amostras esmagadas do fundo do oceano. Mas como assim comparou? Nitrogênio é nitrogênio, certo?

Sim e não.

Do ponto de vista químico, é tudo nitrogênio. Do ponto de vista físico, a coisa muda de figura, pois há uma proporção entre Nitrogênio-13, nitrogênio-14 e Nitrogênio-15, três isótopos diferentes, com as mesmas propriedades químicas, mas as propriedades físicas são diferentes, em que dois deles apresentam decaimento radioativo.

Tecnicamente, analisaram a proporção entre N2 (com os dois nitrogênios tendo número de massa igual a 15) em comparação com 36Ar. Examinaram diferentes locais e analisaram a relação ente estes nitrogênios de diferentes isótopos e argônio-36. O que descobriram é que grande parte do nitrogênio que sai dos sistemas vulcânicos como moléculas de nitrogênio é na verdade composto de moléculas de nitrogênio do ar, ou seja, o ar está “contaminado” com nitrogênio oriundo de gases vulcânicos.

A técnica permitiu que os pesquisadores “removessem” matematicamente o ar contaminante dos gases e determinassem a verdadeira composição gasosa do nitrogênio nas profundezas do manto da Terra. Isso os levou a concluir que o nitrogênio no manto provavelmente estava lá desde o início do nosso planeta. Sim, isso mesmo. Por modelagem computacional. Saudades do tempo dos tubos de ensaio e colunas de Hempel.

Ficou curioso com os cálculos envolvidos, certo? Não o culpo. Que tal então ler a publicação da Nature, disponível integralmente para leitura?

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