A Química do UNIVERSO (Resumo)

12/12/2018

Química do Universo

É uma teoria aceita que os elementos químicos que formam a matéria existente como nosso planeta e nosso corpo foram produzidos por um processo denominado "Nucleossíntese". Acredita-se que a nucleossíntese de elementos leves como o Hidrogênio, Hélio, Lítio e Berílio, foram produzidas a partir de um plasma de sub-partículas conhecidas como quarks-glúons, oriundas da grande explosão primordial (Big Bang), quando o universo resfriou abaixo de 10 milhões de graus. Este processo que formou praticamente todo o hidrogênio do universo, que é o elemento mais abundante, é chamado de "Núcleo-gênese". Os outros elementos mais pesados, como o carbono, oxigênio, ferro e etc. são formados no interior das estrelas por processos de fusão ou fissão nuclear que se iniciaram pelo Hidrogênio.

Estes elementos são produzidos por fusão nuclear nos núcleos das estrelas. Durante estas fusões ocorre grande liberação de energia, já que as massas dos núcleos produzidos são inferiores as dos núcleos iniciais. Parte da massa perdida durante a fusão nuclear é convertida em energia, de acordo com a Equação de Einstein E=MC2. Estas fusões nucleares explicam o calor e a luz do Sol, percebidos por nós, aqui na Terra.

As seguintes reações nucleares ocorrem nas estrelas para formarem elementos do Hélio até o Ferro:

• Fusão de Hidrogênio e produção de Hélio.

• Fusão de Hélio e produção de Carbono, Oxigênio e Neônio.

• Fusão de Carbono, Oxigênio e Neônio e produção de todos os elementos até o Silício.

• Fusão de Silício e produção de todos os elementos até o Ferro.

Os seguintes processos de fusão predominam em estrelas como o Sol que possui temperatura da ordem de 4.000.000 Kelvins no núcleo:

  • Cadeia Próton-Proton (pp1) - Reação predominante com 84,92% de Freqüência que leva a formação de Hélio-4.
  • Cadeia Próton-Próton (pp2) - Reação com 15,08% de freqüência que leva a formação de Lítio.
  • Cadeia Próton-Próton (pp3) - Reação com 0,1% de freqüência que leva a formação de Hélio-4.

PRODUÇÃO DE ELEMENTOS MAIS PESADOS QUE O FERRO

Os elementos mais pesados que o ferro são produzidos por captura de nêutrons ou prótons durante a explosão de estrelas como as chamadas "Supernovas".

São conhecidos diversos processos de formação de elementos pesados como:

  • Captura de Neutrons: R-processo e S-processo
  • Captura de Prótons: Rp-Processo
  • Fóton-Desintegração: P-processo

É importante lembrar que a Nucleossíntese é um ciclo contínuo e progressivo:

a) Na formação do universo foram produzidos o hidrogênio e parte do hélio.

b) Formaram-se então as primeiras estrelas, que num dado momento concluíram seu ciclo evolutivo e ejetaram para o meio interestelar os elementos químicos que produziram, seja por perda de massa seja pela explosão de uma supernova.

c) Este material fez parte da geração seguinte de estrelas, que em seu ciclo de vida produziu material ainda mais enriquecido em elementos pesados, e assim sucessivamente.

Filosoficamente podemos dizer que todos nós somos constituídos de poeiras de estrelas.



COMPOSIÇÃO DOS PLANETAS DO SISTEMA SOLAR.

A atmosfera de Júpiter é composta de 88 a 92% de hidrogénio e 8 a 12% de hélio (em volume). Esta composição muda quando descrita em termos de massa, considerando que uma molécula de hélio é cerca de quatro vezes mais massiva que uma de hidrogénio, 75% hidrogénio, 24% hélio e 1% composta por outros elementos. O interior do planeta contém materiais mais densos, mudando a distribuição por massa para 71% hidrogénio, 24% hélio e 5% outros elementos. A atmosfera contém traços de metano, vapor de água, amoníaco, silicas, carbono, etano, sulfeto de hidrogénio, néon, oxigénio, fosfina e enxofre. A parte externa da atmosfera contém cristais de amónio congelado. Através de testes usando infravermelho e ultravioleta, traços de benzeno e outros hidrocarbonetos também foram encontrados.

Saturno é sexto planeta de nosso Sistema Solar, sendo menor apenas que Júpiter. Apesar de ter uma massa cem vezes maior que a da Terra, Saturno tem a menor densidade de todos os planetas, de 700kg*m-3, menor mesmo que a da água. A constituição química de Saturno é praticamente a mesma que a de Júpiter, sendo constituído principalmente de H e He.

A composição de Neptuno é semelhante à composição de Úrano, e ambos têm composições diferentes das dos maiores gigantes gasosos Júpiter e Saturno. A atmosfera de Neptuno, apesar de ser semelhante à de Júpiter e de Saturno por ser composta basicamente de hidrogénio e hélio, juntamente com os habituais vestígios de hidrocarbonetos e, possivelmente, nitrogénio, contém uma percentagem mais elevada de "gelos", tais como água, amónia e metano. Como tal, os astrónomos por vezes colocam-nos numa categoria separada, os "gigantes de gelo". Em contraste, o interior de Neptuno é composto principalmente de gelo e rochas, como o de Úrano. Existem traços de metano nas regiões ultra-periféricas que contribuem, em parte, para a aparência azul do planeta.

MARTE


Estrutura interna

Tal como a Terra, este planeta tem sofrido diferenciação, o que resultou em um núcleo metálico denso sobreposto por materiais menos densos.18 Os modelos atuais do interior do planeta implicam uma região central de cerca de 1794 km ± 65 km de raio, composta principalmente por ferro e níquel, com cerca de 16-17% de enxofre.19 Este núcleo de sulfureto de ferro é parcialmente fluido e tem duas vezes a concentração dos elementos mais leves que existem no núcleo da Terra. O núcleo está envolvido por um manto de silicato formado por muitas das características tectônicas e vulcânicas do planeta, mas que parecem agora estar dormentes. Além do silício e do oxigênio, os elementos mais abundantes na crosta marciana são ferro, magnésio, alumínio, cálcio e potássio. A espessura média da crosta do planeta é cerca de 50 quilômetros, com uma espessura máxima de 125 km.20 A crosta terrestre, com uma média de 40 km de espessura, tem apenas um terço da densidade que a crosta de Marte, em relação aos tamanhos dos dois planetas. A sonda InSight prevista para 2016 irá utilizar um sismógrafo para melhor determinar os modelos do interior do planeta.

Geologia da superfície

Comparação do tamanho dos planetas telúricos (da esquerda para a direita): Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.

Imagem de satélite de toda a superfície de Marte composta através de medições feitas pela Mars Global Surveyor e de observações realizadas pelas sondas espaciais Viking.

Planícies vulcânicas (em vermelho) e bacias de impacto (em azul) dominam a topografia do planeta.

 Geologia de Marte

Marte é um planeta rochoso que consiste em minerais contendo silício e oxigênio, metais e outros elementos que normalmente compõem rocha. A superfície de Marte é composta principalmente de basalto toleítico, embora as pedras sejam mais de basalto típico rico em sílica e podem ser semelhantes às rochas andesíticas da Terra ou ao vidro de sílica. Regiões de baixo albedo apresentam concentrações de plagioclásios, sendo que as regiões mas baixas ao norte exibem concentrações superiores às concentrações normais de silicatos e de vidro de sílica. As áreas de terras altas ao sul incluem quantidades detectáveis ​​de piroxênios de cálcio. Concentrações localizadas de hematita e olivina também foram encontradas. A maior parte da superfície está profundamente coberta por uma camada de pó de óxido de ferro (III) e percloratos de textura fina.