Tecnologia Científica

Zircões (e os segredos que eles guardam) são para sempre
Cristais de 4 bilhões de anos oferecem pistas de quando as placas tectônicas começaram, preparando o terreno para a vida na Terra
Por Juan Siliezar - 10/05/2022


Zircões antigos foram encontrados desde a Era Hadeana, cerca de 4 bilhões de anos atrás, quando a Terra estava sendo formada. Imagens de Alec Brenner

s cientistas há muito entendem que as placas tectônicas, a deriva de placas rígidas e separadas que compõem a crosta terrestre, formaram continentes e montanhas e foi crucial para a evolução da superfície do planeta de lava e rocha derretidas para um ambiente propício à vida.

O que ficou menos claro é quando começou.

Uma equipe de pesquisadores liderados por Harvard analisou alguns cristais muito raros, antigos e quase indestrutíveis do tamanho de pequenos grãos de areia chamados zircões em busca de pistas químicas sobre o início das placas tectônicas. O estudo, publicado na AGU Advances, sugere que há 3,8 bilhões de anos houve uma grande transição na geoquímica desses zircões que os fazem parecer muito mais com os zircões que se formam hoje nos ambientes incandescentes onde ocorrem as placas tectônicas.

“Antes de 3,8 bilhões de anos atrás, o planeta não parecia ser tão dinâmico”, disse Nadja Drabon , professora assistente de Harvard de Ciências da Terra e Planetárias e primeira autora do artigo. “Hoje, há muita crosta que é constantemente destruída nas chamadas zonas de subducção e uma nova crosta é criada. Muitos zircões [anteriores] mostraram que naquela época, uma vez que a crosta primitiva se formou, ela viveu por muito tempo – cerca de 600 milhões de anos neste caso. Embora tenha havido algum retrabalho interno, nunca criamos uma nova crosta granítica. … Então, 3,8 bilhões de anos atrás, tudo muda.”

Pense nos zircões como minúsculas cápsulas do tempo que retêm pistas químicas dos primeiros 500 milhões de anos da Terra. Alguns foram formados no magma do planeta há mais de 4 bilhões de anos, quando a Terra, geologicamente falando, ainda estava em sua infância. Isso os torna os materiais mais antigos conhecidos na Terra. Seus segredos podem ser entendidos zapeando-os com lasers, que é o que os pesquisadores fizeram para sua análise.

Os cientistas viram que 3,8 bilhões de anos atrás, enquanto o planeta estava esfriando, uma grande quantidade de nova crosta estava se formando de repente e que as assinaturas geoquímicas dos zircões começaram a se parecer com as geradas em zonas de subducção, os lugares onde duas placas tectônicas colidindo se encontram e uma desliza sob o outro e para dentro do manto onde é reciclado (palavra de código para queimado até ficar crocante).

Os pesquisadores dizem que não está claro se havia zonas de subducção há 3,8 bilhões de anos, mas o que se sabe é que a nova crosta que está sendo formada provavelmente foi resultado de algum tipo de tectônica de placas.

O estudo acrescenta à crescente pesquisa de que o movimento tectônico ocorreu relativamente cedo na história de 4,5 bilhões de anos da Terra. Ele oferece dicas sobre como o planeta se tornou habitável e as condições sob as quais as primeiras formas de vida se desenvolveram.

Hoje, a camada externa da Terra consiste em cerca de 15 blocos móveis de crosta, que sustentam os continentes e oceanos do planeta. O processo foi fundamental para a evolução da vida e o desenvolvimento do planeta porque o processo expôs novas rochas à atmosfera, o que levou a reações químicas que estabilizaram a temperatura da superfície da Terra por bilhões de anos.

A evidência de quando a mudança começou é difícil de encontrar porque é muito escassa. 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.

É aqui que entram os zircões.

A equipe de pesquisadores, que incluiu geólogos de Stanford e da Louisiana State University, reuniu 3.936 novos zircões de uma expedição de 2017 na África do Sul. Trinta e três deles tinham pelo menos 4 bilhões de anos. Foi uma grande quantidade, porque os zircões daquela época são difíceis de encontrar devido ao seu tamanho.

Os pesquisadores essencialmente precisam ter sorte depois de triturar as rochas que coletaram em areia e separar as descobertas resultantes. Os zircões da África do Sul variavam de 4,1 bilhões a 3,3 bilhões de anos. A equipe analisou três características geoquímicas diferentes dos cristais de zircão que encontraram: o isótopo de háfnio, isótopo de oxigênio e composições de oligoelementos. Cada um deu a eles uma peça diferente do quebra-cabeça.

Por exemplo, o isótopo de háfnio ofereceu dicas sobre a formação e evolução da crosta terrestre; os isótopos de oxigênio sobre se havia oceanos; e os oligoelementos sobre a composição da crosta. Os dados sugeriram que a taxa de formação da crosta começou a aumentar quase 4 bilhões de anos atrás.

Os pesquisadores também analisaram dados de outros estudos sobre zircões antigos que foram encontrados em todo o mundo para ver se havia evidências de uma mudança semelhante. Eles encontraram nos dados sobre isótopos de háfnio.

“Todos eles mostram essa mudança entre 3,8 e 3,6 bilhões de anos atrás”, disse Drabon.

Drabon diz que não havia muitos dados sobre as outras duas características geoquímicas, e ela espera se concentrar nas próximas, incluindo observar quando os oceanos começaram a se formar.

Há muito o que fazer, disse Drabon. “Não sei nem por onde começar.”

 

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