Novas pesquisas analisando pedaços das rochas mais antigas do planeta adicionam algumas das evidências mais nítidas até agora de que a crosta terrestre estava empurrando e puxando de maneira semelhante às placas tectônicas modernas há pelo menos 3,25 bilhões de anos. O estudo também fornece a primeira prova de quando os pólos magnéticos norte e sul do planeta trocaram de lugar.
Os dois resultados oferecem pistas de como tais mudanças geológicas podem ter resultado em um ambiente mais propício ao desenvolvimento da vida no planeta.
O trabalho, descrito no PNAS e liderado pelos geólogos de Harvard Alec Brenner e Roger Fu, concentrou-se em uma porção do Craton de Pilbara, no oeste da Austrália, uma das partes mais antigas e estáveis da crosta terrestre. Usando novas técnicas e equipamentos, os pesquisadores mostram que algumas das primeiras superfícies da Terra estavam se movendo a uma taxa de 6,1 centímetros por ano e 0,55 graus a cada milhão de anos.
Essa velocidade mais que dobra a taxa que a crosta antiga mostrou estar se movendo em um estudo anterior dos mesmos pesquisadores. Tanto a velocidade quanto a direção dessa deriva latitudinal deixam as placas tectônicas como as explicações mais lógicas e fortes para isso.
“Há muito trabalho que parece sugerir que no início da história da Terra as placas tectônicas não eram realmente a maneira dominante pela qual o calor interno do planeta é liberado como é hoje através do deslocamento das placas”, disse Brenner, um Ph.D. . candidato na Graduate School of Arts and Sciences e membro do Laboratório de Paleomagnética de Harvard. “Essa evidência nos permite descartar com muito mais confiança explicações que não envolvem placas tectônicas”.
Por exemplo, os pesquisadores agora podem argumentar contra fenômenos chamados de “verdadeiro deslocamento polar” e “tectônica da tampa estagnada”, que podem causar mudanças na superfície da Terra, mas não fazem parte das placas tectônicas de estilo moderno. Os resultados se inclinam mais para o movimento das placas tectônicas porque a taxa de velocidade mais alta recém-descoberta é inconsistente com aspectos dos outros dois processos.
No artigo, os cientistas também descrevem o que se acredita ser a evidência mais antiga de quando a Terra inverteu seus campos geomagnéticos, o que significa que os pólos magnéticos Norte e Sul mudaram de posição. Esse tipo de flip-flop é uma ocorrência comum na história geológica da Terra, com o pólo revertendo 183 vezes nos últimos 83 milhões de anos e talvez várias centenas de vezes nos últimos 160 milhões de anos, de acordo com a NASA.
A inversão diz muito sobre o campo magnético do planeta há 3,2 bilhões de anos. A chave entre essas implicações é que o campo magnético provavelmente era estável e forte o suficiente para impedir que os ventos solares corroam a atmosfera. Essa percepção, combinada com os resultados sobre as placas tectônicas, oferece pistas sobre as condições sob as quais as primeiras formas de vida se desenvolveram.
“Isso pinta essa imagem de uma Terra primitiva que já era geodinamicamente madura”, disse Brenner. “Tinha muitos dos mesmos tipos de processos dinâmicos que resultam em uma Terra que tem condições ambientais e de superfície essencialmente mais estáveis, tornando mais viável a evolução e o desenvolvimento da vida”.
Hoje, a camada externa da Terra consiste em cerca de 15 blocos móveis de crosta, ou placas, que sustentam os continentes e oceanos do planeta. Ao longo das eras, as placas se fundiram e se separaram, formando novos continentes e montanhas e expondo novas rochas à atmosfera, o que levou a reações químicas que estabilizaram a temperatura da superfície da Terra por bilhões de anos.
É difícil encontrar evidências de quando as placas tectônicas começaram porque os pedaços mais antigos de crosta são empurrados para o manto interior, para nunca ressurgir. Apenas 5% de todas as rochas da Terra têm mais de 2,5 bilhões de anos, e nenhuma rocha tem mais de 4 bilhões de anos.
No geral, o estudo acrescenta à crescente pesquisa de que o movimento tectônico ocorreu relativamente cedo na história de 4,5 bilhões de anos da Terra e que as primeiras formas de vida surgiram em um ambiente mais moderado. Os membros do projeto revisitaram o Craton de Pilbara em 2018, que se estende por cerca de 300 milhas. Eles perfuraram a laje de crosta primordial e espessa para coletar amostras que, em Cambridge, foram analisadas por sua história magnética.
Usando magnetômetros, equipamentos de desmagnetização e o Quantum Diamond Microscope – que fotografa os campos magnéticos de uma amostra e identifica com precisão a natureza das partículas magnetizadas – os pesquisadores criaram um conjunto de novas técnicas para determinar a idade e a forma como as amostras se magnetizaram. Isso permite que os pesquisadores determinem como, quando e em qual direção a crosta se deslocou, bem como a influência magnética proveniente dos pólos geomagnéticos da Terra.
O Quantum Diamond Microscope foi desenvolvido em uma colaboração entre pesquisadores de Harvard nos Departamentos de Ciências da Terra e Planetárias (EPS) e de Física.
Para estudos futuros, Fu e Brenner planejam manter seu foco no Craton de Pilbara enquanto também olham além dele para outras crostas antigas ao redor do mundo. Eles esperam encontrar evidências mais antigas do movimento moderno de placas e de quando os pólos magnéticos da Terra se inverteram.
“Finalmente ser capaz de ler de forma confiável essas rochas muito antigas abre tantas possibilidades para observar um período de tempo que muitas vezes é conhecido mais pela teoria do que por dados sólidos”, disse Fu, professor de EPS na Faculdade de Artes e Ciências. “Em última análise, temos uma boa chance de reconstruir não apenas quando as placas tectônicas começaram a se mover, mas também como seus movimentos – e, portanto, os processos profundos do interior da Terra que as impulsionam – mudaram ao longo do tempo”.
Publicado em 25/10/2022 12h34
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