A Terra e Marte, apesar de vizinhos, podem ter crescido a partir de materiais reunidos de maneiras muito diferentes.
Os planetas rochosos se formaram há cerca de 4,5 bilhões de anos no disco de gás e poeira que cercava o jovem Sol. Mas os pesquisadores ainda debatem o tamanho dos objetos que forneceram a maior parte de sua matéria. Dois mecanismos principais são considerados.
A Terra e Marte em escala.
No primeiro, corpos de vários quilômetros, chamados planetesimais, colidem e se juntam gradualmente. No segundo, pequenos fragmentos, frequentemente chamados de seixos, são desacelerados pelo gás do disco e depois capturados por embriões planetários. Os dois mecanismos também podem funcionar em conjunto.
Para diferenciá-los, uma equipe internacional estudou os elementos voláteis da Terra e de Marte. Esses elementos evaporam com relativa facilidade quando um material é aquecido. Sua abundância e composição isotópica preservam, assim, um registro das condições em que os materiais de um planeta foram reunidos.
Os pesquisadores construíram um modelo que combina o crescimento dos planetas e a evolução dessas assinaturas químicas. Segundo seus resultados, mais de 75% da massa terrestre pode ser proveniente de protoplanetas que, por sua vez, cresceram principalmente capturando pequenos seixos. As colisões entre corpos grandes teriam então concluído a formação do nosso planeta.
Marte apresentaria uma história quase oposta. O modelo atribui cerca de 73% de sua massa à acreção de planetesimais. O planeta vermelho teria, portanto, preservado mais a assinatura de um crescimento por colisões entre objetos relativamente grandes, sem passar pela mesma fase dominante de captura de seixos que a Terra.
Essa diferença poderia vir principalmente do local e do ritmo de formação dos dois planetas. Os materiais disponíveis, sua temperatura e os movimentos do gás variavam conforme a distância do Sol. Dois mundos rochosos vizinhos poderiam, assim, ter utilizado reservatórios diferentes e crescido em velocidades distintas.
Os pesquisadores defendem uma acreção híbrida, na qual seixos e planetesimais contribuem ambos, mas em proporções diferentes conforme o planeta.
Esse método poderá agora ser aplicado a outros corpos do Sistema Solar. Meteoritos provenientes de asteroides, amostras lunares e futuras rochas trazidas de Marte permitirão multiplicar as comparações químicas e testar se cada planeta rochoso possui sua própria combinação de mecanismos de formação.