Um punhado de cristais de zircão antigos encontrados na África do Sul contém a evidência mais antiga de subducção, um elemento-chave da tectônica de placas, de acordo com um novo estudo publicado hoje no AGU Advances, o jornal da AGU para pesquisa e comentários de alto impacto e acesso aberto em todo o mundo. Ciências da Terra e do Espaço.
Essas raras cápsulas do tempo da juventude da Terra apontam para uma transição de cerca de 3,8 bilhões de anos atrás, de uma superfície rochosa estável e duradoura para os processos ativos que moldam nosso planeta hoje, fornecendo uma nova pista em um debate acalorado sobre quando as placas tectônicas foram estabelecidas movimento.
A crosta terrestre e a camada superior do manto logo abaixo dela são quebradas em placas rígidas que se movem lentamente sobre as camadas inferiores viscosas, mas móveis, de rocha do manto. O calor do núcleo da Terra impulsiona esse movimento lento, mas inexorável, responsável por vulcões, terremotos e elevação de cadeias de montanhas.
As estimativas para quando esse processo acelerou e a crosta moderna se formou variam de mais de 4 bilhões de anos atrás a apenas 800 milhões de anos atrás. A incerteza surge porque o registro geológico da juventude da Terra é escasso, devido ao efeito de reciclagem da superfície das próprias placas tectônicas. Quase nada resta do Eon Hadeano, os primeiros 500 milhões de anos da Terra.
“A Terra Hadeana é esta grande caixa misteriosa”, disse Nadja Drabon, geóloga da Universidade de Harvard e principal autora do novo estudo.
Pequenas cápsulas do tempo
Em um emocionante passo à frente na solução desse mistério, em 2018 Drabon e seus colegas desenterraram uma série cronológica de 33 cristais microscópicos de zircão de um bloco antigo e raro de crosta no Barberton Greenstone Belt na África do Sul, que se formou em diferentes momentos ao longo de um período crítico. Período de 800 milhões de anos de 4,15 a 3,3 bilhões de anos atrás.
O zircão é um mineral acessório relativamente comum na crosta terrestre, mas representantes antigos do Eon Hadeano, de 4 a 4,56 bilhões de anos atrás, são extremamente raros, encontrados em apenas 12 lugares na Terra e geralmente em número inferior a três em cada local.
Isótopos de háfnio e oligoelementos preservados nos zircões do Greenstone Belt contaram uma história sobre as condições da Terra no momento em que se cristalizaram. Zircões com 3,8 bilhões de anos e mais jovens pareciam ter se formado em rochas com pressões e derretimento semelhantes às zonas de subducção modernas, sugerindo que a crosta pode ter começado a se mover.
“Quando digo placas tectônicas, estou me referindo especificamente a um cenário de arco, quando uma placa passa por baixo de outra e você tem todo esse vulcanismo – pense nos Andes, por exemplo, e no Anel de Fogo”, disse Drabon, descrevendo um exemplo clássico de subducção.
“Em 3,8 bilhões de anos, há uma mudança dramática em que a crosta é desestabilizada, temos novas rochas se formando e vemos assinaturas geoquímicas se tornando cada vez mais semelhantes ao que vemos nas placas tectônicas modernas”, disse Drabon.
Em contraste, os zircões mais antigos preservaram evidências de uma camada global de “protocrusta” derivada da refusão da rocha do manto que permaneceu estável por 600 milhões de anos, segundo o estudo.
Sinais de mudança global
O novo estudo encontrou uma transição semelhante para condições semelhantes à subducção moderna em zircões de outros locais ao redor do mundo, datando de cerca de 200 milhões de anos dos zircões sul-africanos.
“Vemos evidências de uma mudança significativa na Terra cerca de 3,8 a 3,6 bilhões de anos atrás e a evolução em direção às placas tectônicas é uma possibilidade clara”. disse Drabon.
Embora não conclusivos, os resultados sugerem que uma mudança global pode ter começado, disse Drabon, possivelmente começando e parando em locais dispersos antes de se estabelecer no eficiente motor global de placas em constante movimento que vemos hoje.
As placas tectônicas moldam a atmosfera da Terra, bem como sua superfície. A liberação de gases vulcânicos e a produção de novas rochas de silicato, que consomem grandes quantidades de dióxido de carbono da atmosfera, moderam grandes oscilações de temperatura devido a muito ou pouco gás de efeito estufa.
“Sem toda a reciclagem e a formação de nova crosta, podemos estar indo e voltando entre o calor fervente e o frio congelante”, disse Drabon. “É como um termostato para o clima.”
A tectônica de placas, até agora, só foi observada na Terra e pode ser essencial para tornar um planeta habitável, disse Drabon, o que torna as origens dos movimentos das placas de interesse na pesquisa sobre o desenvolvimento inicial da vida.
“O registro que temos para a Terra mais antiga é realmente limitado, mas apenas ver uma transição semelhante em tantos lugares diferentes torna realmente viável que possa ter sido uma mudança global nos processos crustais”, disse Drabon. “Algum tipo de reorganização estava acontecendo na Terra.”
Publicado em 24/04/2022 21h45
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