Minerais raros mostram evidências de uma antiga zona de subducção.
Uma formação rochosa única na China contém pistas de que as placas tectônicas subductaram, ou passaram por baixo de outras placas, durante o éon Arqueano (4 bilhões a 2,5 bilhões de anos atrás), assim como fazem hoje, segundo um novo estudo.
Esta rocha de 2,5 bilhões de anos, conhecida como eclogita, é rara, formando-se quando a crosta oceânica é empurrada para dentro do manto (a camada entre a crosta e o núcleo) a temperaturas relativamente baixas. Este tipo de rocha de alta pressão e baixa temperatura está “em grande parte confinada às zonas de subducção na Terra atual”, disseram os pesquisadores co-líderes do estudo Timothy Kusky e Lu Wang, cientistas da Terra da Universidade de Geociências da China, à Live Science em um e-mail. .
O estudo revela os mais antigos eclogitos conhecidos de um antigo cinturão de montanhas encontrado na crosta oceânica da Terra, disseram os pesquisadores. As próximas rochas mais antigas desse tipo – rochas de 2,1 bilhões de anos na República Democrática do Congo – são cerca de 400 milhões de anos mais novas, disseram os pesquisadores.
Embora esta não seja a evidência mais antiga de placas tectônicas registradas – um estudo de 2021, por exemplo, data as placas tectônicas de cerca de 3,6 bilhões de anos atrás – a nova descoberta é um ponto de dados valioso que mostra que as placas tectônicas subduciram umas sob as outras na superfície da Terra. primeiros” dias, geologicamente falando pelo menos.
As placas tectônicas – as placas móveis que compõem a crosta externa da Terra – são responsáveis pela ciclagem de materiais e elementos das profundezas da Terra para seus oceanos, superfícies e atmosfera. Durante décadas, a equipe de pesquisa trabalhou para entender a história e a evolução inicial da Terra, “desde o momento em que se formou e esfriou de uma bola de magma derretida no espaço” até quando se solidificou, formando uma crosta externa rígida que evoluiu para a placa tectônica. sistema que temos hoje, Kusky e Wang disseram.
As placas tectônicas são cruciais para o aquecimento do planeta. Devido ao movimento das placas tectônicas, “o calor é perdido do interior, como o pão flutuando e se movendo em uma panela de ensopado fervente abaixo”, disseram eles. “Se a transição para uma Terra de placas tectônicas aconteceu cedo, ou se o planeta evoluiu através de diferentes estágios dominados por diferentes mecanismos de perda de calor, é uma das questões mais não resolvidas e debatidas nas ciências da Terra hoje”.
É por isso que, nos últimos 20 anos, a equipe de pesquisa mapeou rochas eon arqueanas abrangendo cerca de 1.600 quilômetros no norte da China – “um antigo cinturão de montanhas, chamado orogen, registrando o local onde duas placas tectônicas colidiram cerca de 2,5 bilhões anos atrás”, disseram Kusky e Wang.
Muitas características nessas rochas indicam que esse antigo cinturão de montanhas se formou à medida que as placas tectônicas interagiam umas com as outras. Por exemplo, fragmentos de crosta oceânica chamados ofiolitos estão presos na antiga zona de colisão, assim como misturas altamente deformadas de rochas chamadas mélanges (francês para “misturas”) que marcam os pontos onde as placas colidiram, disseram os pesquisadores. A equipe também encontrou grandes estruturas dobradas, chamadas nappes, que as placas tectônicas empurraram de centenas a milhares de quilômetros de distância.
Alta pressão, baixa temperatura
A descoberta dos eclogitos dentro da mistura revela que uma laje tectônica de crosta oceânica subduciu sob outra placa, metamorfoseando-se – ou seja, tendo sua composição, textura ou estrutura interna alterada pelo calor e pressão – à medida que mergulhava profundamente no manto.
É raro encontrar eclogitos do éon Arqueano, o que “levou a uma afirmação de que as placas tectônicas modernas não operavam no Arqueano”, disseram Kusky e Wang. “Assim, encontrar o eclogito, um indicador chave de subducção profunda e fria, é muito significativo.”
Uma análise de laboratório dos eclogitos do local revelou que eles se formaram em uma crista oceânica em expansão há cerca de 2,5 bilhões de anos, foram transportados pelo fundo do oceano e depois empurrados para o manto por subducção. Microestruturas nos minerais granada e clinopiroxênio indicam que eles atingiram temperaturas entre 1.458 e 1.634 graus Fahrenheit (792 e 890 graus Celsius) e altas pressões entre 287.000 e 355.000 libras por polegada quadrada (19,8 e 24,5 kilobars).
Esses números sugerem que os eclogitos subducaram a pelo menos 65 km de profundidade, relataram os pesquisadores. Dito de outra forma, essas descobertas são semelhantes aos dados de minerais encontrados em zonas de subducção modernas, disseram Kusky e Wang.
Eventualmente, a pressão das duas placas tectônicas em colisão espremeu as rochas densas de volta à superfície, “como uma semente de melancia entre seus dedos molhados”, disseram Kusky e Wang.
“Acho que é um estudo muito interessante”, disse Nicolas Greber, professor de geoquímica do Museu de História Natural de Genebra e do Instituto de Ciências Geológicas da Universidade de Berna, que não esteve envolvido na pesquisa, à Live Science. “Esses eclogitos são importantes porque não apenas mostram que existiam zonas de subducção naquela época, mas na verdade que essas zonas de subducção eram bastante íngremes”.
Mesmo assim, as descobertas não são tão surpreendentes nem tão novas, disse Roberta Rudnick, professora de ciências da Terra da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, que não esteve envolvida no estudo. “Não é realmente particularmente novo, na minha opinião”, como outros pesquisadores já relataram sobre eclogitos antigos e minerais eclogitos presos dentro de diamantes que surgiram através de tubos vulcânicos que “foram muito bem estudados ao longo das décadas”, disse ela ao Live Ciência.
Rudnick acrescentou que “todo o tópico de quando as placas tectônicas começam é definitivamente uma questão não resolvida. Mas acho que a maioria da comunidade não teria nenhum problema com as placas tectônicas em operação há 2,5 bilhões de anos”.
Publicado em 23/04/2022 22h43
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