A Terra é um planeta incrível. Pelo que sabemos, é o único planeta no universo onde existe vida. É também o único planeta conhecido por ter continentes: as massas de terra em que vivemos e que hospedam os minerais necessários para sustentar nossas vidas complexas.
Os especialistas ainda debatem vigorosamente como os continentes se formaram. Sabemos que a água era um ingrediente essencial para isso – e muitos geólogos propuseram que essa água teria vindo da superfície da Terra por meio de zonas de subducção (como é o caso agora).
Mas nossa nova pesquisa mostra que essa água teria realmente vindo das profundezas do planeta. Isso sugere que a Terra em sua juventude se comportou de maneira muito diferente de como o faz hoje, contendo mais água primordial do que se pensava anteriormente.
Como fazer crescer um continente
A Terra sólida é composta por uma série de camadas, incluindo um núcleo denso e rico em ferro, um manto espesso e uma camada externa rochosa chamada litosfera.
Mas nem sempre foi assim. Quando a Terra se formou há cerca de 4,5 bilhões de anos, era uma bola de rocha derretida que era regularmente golpeada por meteoritos.
À medida que esfriou por um período de um bilhão de anos ou mais, os primeiros continentes começaram a surgir, feitos de granito de cor clara. Exatamente como surgiram, há muito intrigava os cientistas.
Para tornar a crosta continental granítica capaz de flutuar, as rochas vulcânicas escuras conhecidas como basaltos precisam ser derretidas. Os basaltos, que se formam a partir do derretimento do manto, teriam coberto a Terra quando o planeta estava começando.
Porém, para fazer a crosta continental a partir do basalto, é necessário outro ingrediente essencial: a água. Saber como essa água entrou nas rochas com profundidade suficiente é a chave para entender como os primeiros continentes se formaram.
Um mecanismo para levar a água às profundezas é por meio da subducção. É assim que a maior parte da nova crosta continental é produzida hoje, incluindo a cordilheira dos Andes na América do Sul.
Nas zonas de subducção, as placas rochosas no fundo do oceano esfriam e se tornam cada vez mais densas até serem forçadas para baixo dos continentes e de volta para o manto abaixo, levando a água do oceano com elas.
Quando esta água interage com o basalto no manto, cria uma crosta granítica. Mas a Terra era muito mais quente bilhões de anos atrás, então muitos especialistas argumentaram que a subducção (pelo menos na forma que entendemos atualmente) não poderia ter operado.
Longos cinturões de montanha lineares, como os Andes, contrastam fortemente com a estrutura da crosta granítica preservada na região de Pilbara, no outback da Austrália Ocidental.
Esta crosta antiga vista de cima tem um padrão de “cúpula e quilha”, com balões (cúpulas) de granito de cor clara subindo para os basaltos circundantes mais escuros e densos (as quilhas).
Mas de onde veio a água necessária para produzir essas cúpulas?
Cristais minúsculos registram a história inicial da Terra
Nossa pesquisa, liderada por cientistas do Geological Survey of Western Australia e da Curtin University, abordou essa questão. Analisamos minúsculos cristais presos nos magmas antigos que resfriaram e solidificaram para formar as cúpulas de granito de Pilbara.
Esses cristais, feitos de um mineral chamado zircão, contêm urânio que se transforma em chumbo com o tempo. Conhecemos a taxa dessa mudança e podemos medir as quantidades de urânio e chumbo contidos nele. Como tal, podemos obter um registro de sua idade.
Os cristais também contêm pistas de sua origem, que podem ser esclarecidas medindo-se sua composição isotópica de oxigênio. É importante ressaltar que os zircões que se cristalizaram em rochas derretidas hidratadas pela água da superfície da Terra têm composições diferentes dos zircões que se formaram nas profundezas do manto.
As medições mostram que a água necessária para os antigos granitos WA mais primitivos teria vindo das profundezas do manto da Terra e não da superfície.
O presente é sempre a chave do passado?
A forma como os primeiros continentes se formaram faz parte de um debate mais amplo sobre um dos princípios centrais das ciências físicas: o uniformitarismo. Essa é a ideia de que os processos que operaram na Terra no passado distante são os mesmos que os observados hoje.
A Terra hoje perde calor por meio de placas tectônicas, quando as placas litosféricas que formam a camada externa sólida do planeta se movem. Isso ajuda a regular sua temperatura interna, estabiliza a composição atmosférica e provavelmente também facilita o desenvolvimento de vida complexa.
Subdução é um dos componentes mais importantes desse processo. Mas várias linhas de evidência são inconsistentes com a subdução e as placas tectônicas em uma Terra primitiva. Eles indicam fortemente que nosso planeta se comportou de maneira muito diferente nos primeiros dois bilhões de anos após sua formação do que hoje.
Portanto, embora o uniformitarismo seja uma maneira útil de pensar sobre muitos processos geológicos, o presente pode nem sempre ser a chave do passado.
Publicado em 03/04/2021 00h59
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