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Geoquímicos resolvem mistério da crosta que desaparece na Terra
A crosta oceânica da Terra é formada quando a rocha do manto derrete perto de fissuras entre placas tectônicas ao longo de cumes vulcânicos submarinos, produzindo basalto.
Por Florida State University - 26/06/2020


Os cientistas examinaram centenas de amostras colhidas nas cordilheiras globais que contêm crosta oceânica antiga reciclada em quantidades variáveis. Os segmentos "empobrecidos" da crista receberam quantidades inferiores às "normais" de crosta reciclada, enquanto os segmentos "enriquecidos" contêm uma proporção maior de crosta reciclada. Crédito: Caroline McNiel / National MagLab

Graças a Deus pela crosta terrestre: afinal, é aquela camada sólida e externa do nosso planeta que suporta tudo acima dela.

Mas muito do que acontece abaixo dessa camada permanece um mistério, incluindo o destino de seções da crosta que desaparecem de volta à Terra. Agora, uma equipe de geoquímicos do Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético da Universidade Estadual da Flórida descobriu pistas importantes sobre onde essas rochas estavam escondidas.

Os pesquisadores forneceram novas evidências de que, embora a maior parte da crosta terrestre seja relativamente nova, uma pequena porcentagem é composta de pedaços antigos que haviam afundado há muito tempo no manto e depois ressurgiram. Eles também descobriram, com base na quantidade dessa crosta "reciclada", que o planeta agita a crosta de forma consistente desde sua formação, há 4,5 bilhões de anos - uma imagem que contradiz as teorias predominantes.

A pesquisa é publicada na revista Science Advances .

"Como o salmão retornando ao seu local de desova, algumas crostas oceânicas retornam ao seu terreno fértil, os cumes vulcânicos onde nascem as crostas frescas", disse o co-autor Munir Humayun, geoquímico do MagLab e professor do Departamento de Terra, Oceano e Atmosfera do Estado da Flórida. Ciência (EOAS). "Usamos uma nova técnica para mostrar que esse processo é essencialmente um circuito fechado e que a crosta reciclada é distribuída de maneira desigual ao longo das cordilheiras".

Além de Humayun, a equipe de pesquisa incluiu o pesquisador de pós-doutorado MagLab Shuying Yang, principal autor do artigo, e o diretor do grupo de geoquímica do MagLab e presidente do EOAS, Vincent Salters.

A crosta oceânica da Terra é formada quando a rocha do manto derrete perto de fissuras entre placas tectônicas ao longo de cumes vulcânicos submarinos, produzindo basalto. À medida que a nova crosta é feita, ela empurra a crosta mais antiga para longe dos cumes, em direção aos continentes, como uma esteira rolante super lenta. Eventualmente, atinge áreas chamadas zonas de subducção, onde é forçado sob outra placa e engolido de volta à Terra.

Os cientistas há muito teorizam sobre o que acontece com a crosta subdividida após serem reabsorvidos no ambiente quente e de alta pressão do manto do planeta. Pode afundar mais fundo no manto e se instalar ali, ou subir de volta à superfície em plumas, ou girar através do manto, como fios de chocolate através de um bolo de mármore amarelo. Parte desse "chocolate" pode eventualmente surgir, re-derreter nas cordilheiras do meio do oceano e formar novas rochas para mais uma excursão de mais de um milhão de anos no fundo do mar.
 
Essa nova evidência apoia a teoria do "bolo de mármore".

Os cientistas já tinham visto pistas que apoiam a teoria. Alguns basaltos coletados nas cordilheiras do meio do oceano, chamados basaltos enriquecidos, têm uma porcentagem mais alta de certos elementos que tendem a infiltrar-se do manto no derretimento do qual o basalto é formado; outros, chamados basaltos empobrecidos, tinham níveis muito mais baixos.

Para esclarecer mais o mistério da crosta que desapareceu, a equipe analisou quimicamente 500 amostras de basalto coletadas em 30 regiões de cumes oceânicos. Alguns foram enriquecidos, alguns foram esgotados e outros estavam no meio.

Desde o início, a equipe descobriu que as proporções relativas de germânio e silício eram menores em derretimentos de crosta reciclada do que no basalto "virgem" emergia da rocha derretida do manto. Então, eles desenvolveram uma nova técnica que usou essa proporção para identificar uma impressão digital química distinta para crosta subdividida.

Eles criaram um método preciso para medir essa proporção usando um espectrômetro de massa no MagLab. Em seguida, analisaram os números para ver como essas taxas diferiam entre as 30 regiões da amostra, esperando ver variações que esclarecessem suas origens.

"Às vezes você está olhando muito de perto, com o nariz nos dados e não consegue ver os padrões", disse ele. "Então você dá um passo atrás e diz 'Whoa!'"


A princípio, a análise não revelou nada digno de nota. Preocupado, Yang, um candidato a doutorado na época, consultou seu orientador. Humayun sugeriu olhar para o problema de um ângulo mais amplo: em vez de comparar basaltos de diferentes regiões, eles poderiam comparar basaltos enriquecidos e empobrecidos.

Depois de reorganizar rapidamente os dados, Yang ficou emocionado ao ver diferenças claras entre esses grupos de basaltos.

"Fiquei muito feliz", lembrou Yang, principal autor do artigo. "Pensei: 'poderei me formar!'"

A equipe detectou taxas mais baixas de germânio / silício em basaltos enriquecidos - a impressão digital química de crosta reciclada - em todas as regiões que amostraram, apontando para a propagação de bolo de mármore em todo o manto. Essencialmente, eles resolveram o mistério da crosta que desaparecia.

Foi uma lição sentir falta da floresta pelas árvores, disse Humayun.

"Às vezes você está olhando muito de perto, com o nariz nos dados e não consegue ver os padrões", disse ele. "Então você dá um passo atrás e diz 'Whoa!'"

Aprofundando os padrões encontrados, os cientistas descobriram mais segredos. Com base nas quantidades de basaltos enriquecidos detectados nas cordilheiras globais do meio do oceano, a equipe conseguiu calcular que cerca de 5 a 6% do manto da Terra é feito de crosta reciclada, uma figura que lança nova luz sobre a história do planeta como uma crosta fábrica. Os cientistas sabiam que a Terra produz crosta na proporção de alguns centímetros por ano. Mas isso foi feito de maneira consistente ao longo de toda a sua história?

Sua análise, disse Humayun, indica que "as taxas de formação de crostas não podem ter sido radicalmente diferentes do que são hoje, o que não é o que todos esperavam".

 

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