Cristais de 4 bilhaµes de anos oferecem pistas de quando as placas tecta´nicas comea§aram, preparando o terreno para a vida na Terra
Zircaµes antigos foram encontrados desde a Era Hadeana, cerca de 4 bilhaµes de anos atrás, quando a Terra estava sendo formada. Imagens de Alec Brenner
s cientistas hámuito entendem que as placas tecta´nicas, a deriva de placas ragidas e separadas que compõem a crosta terrestre, formaram continentes e montanhas e foi crucial para a evolução dasuperfÍcie do planeta de lava e rocha derretidas para um ambiente propacio a vida.
O que ficou menos claro équando começou.
Uma equipe de pesquisadores liderados por Harvard analisou alguns cristais muito raros, antigos e quase indestrutaveis do tamanho de pequenos gra£os de areia chamados zircaµes em busca de pistas químicas sobre o inicio das placas tecta´nicas. O estudo, publicado na AGU Advances, sugere que há3,8 bilhaµes de anos houve uma grande transição na geoquímica desses zircaµes que os fazem parecer muito mais com os zircaµes que se formam hoje nos ambientes incandescentes onde ocorrem as placas tecta´nicas.
“Antes de 3,8 bilhaµes de anos atrás, o planeta não parecia ser tão dina¢micoâ€, disse Nadja Drabon , professora assistente de Harvard de Ciências da Terra e Planeta¡rias e primeira autora do artigo. “Hoje, hámuita crosta que éconstantemente destruada nas chamadas zonas de subducção e uma nova crosta écriada. Muitos zircaµes [anteriores] mostraram que naquela anãpoca, uma vez que a crosta primitiva se formou, ela viveu por muito tempo oscerca de 600 milhões de anos neste caso. Embora tenha havido algum retrabalho interno, nunca criamos uma nova crosta granatica. … Então, 3,8 bilhaµes de anos atrás, tudo muda.â€
Pense nos zircaµes como minaºsculas ca¡psulas do tempo que retem pistas químicas dos primeiros 500 milhões de anos da Terra. Alguns foram formados no magma do planeta hámais de 4 bilhaµes de anos, quando a Terra, geologicamente falando, ainda estava em sua infa¢ncia. Isso os torna os materiais mais antigos conhecidos na Terra. Seus segredos podem ser entendidos zapeando-os com lasers, que éo que os pesquisadores fizeram para sua análise.
Os cientistas viram que 3,8 bilhaµes 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 zircaµes começam a se parecer com as geradas em zonas de subducção, os lugares onde duas placas tecta´nicas colidindo se encontram e uma desliza sob o outro e para dentro do manto onde éreciclado (palavra de ca³digo para queimado atéficar crocante).
Os pesquisadores dizem que não estãoclaro se havia zonas de subducção há3,8 bilhaµes de anos, mas o que se sabe éque a nova crosta que estãosendo formada provavelmente foi resultado de algum tipo de tecta´nica de placas.
O estudo acrescenta a crescente pesquisa de que o movimento tecta´nico ocorreu relativamente cedo na história de 4,5 bilhaµes de anos da Terra. Ele oferece dicas sobre como o planeta se tornou habita¡vel 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 ma³veis 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 expa´s novas rochas a atmosfera, o que levou a reações químicas que estabilizaram a temperatura dasuperfÍcie da Terra por bilhaµes de anos.
A evidência de quando a mudança começou édifacil de encontrar porque émuito escassa. Apenas 5% de todas as rochas da Terra tem mais de 2,5 bilhaµes de anos, e nenhuma rocha tem mais de 4 bilhaµes de anos.
a‰ aqui que entram os zircaµes.
A equipe de pesquisadores, que incluiu gea³logos de Stanford e da Louisiana State University, reuniu 3.936 novos zircaµes de uma expedição de 2017 na áfrica do Sul. Trinta e três deles tinham pelo menos 4 bilhaµes de anos. Foi uma grande quantidade, porque os zircaµes daquela anãpoca são difaceis 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 zircaµes da áfrica do Sul variavam de 4,1 bilhaµes a 3,3 bilhaµes de anos. A equipe analisou três caracteristicas geoquímicas diferentes dos cristais de zirca£o que encontraram: o isãotopo de ha¡fnio, isãotopo de oxigaªnio e composições de oligoelementos. Cada um deu a eles uma pea§a diferente do quebra-cabea§a.
Por exemplo, o isãotopo de ha¡fnio ofereceu dicas sobre a formação e evolução da crosta terrestre; os isãotopos de oxigaªnio 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 bilhaµes de anos atrás.
Os pesquisadores também analisaram dados de outros estudos sobre zircaµes antigos que foram encontrados em todo o mundo para ver se havia evidaªncias de uma mudança semelhante. Eles encontraram nos dados sobre isãotopos de ha¡fnio.
“Todos eles mostram essa mudança entre 3,8 e 3,6 bilhaµes de anos atrásâ€, disse Drabon.
Drabon diz que não havia muitos dados sobre as outras duas caracteristicas geoquímicas, e ela espera se concentrar nas próximas, incluindo observar quando os oceanos começam a se formar.
Ha¡ muito o que fazer, disse Drabon. “Nãosei nem por onde comea§ar.â€