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26 de fevereiro de 2024

Pistas Do Oceano de Magma da Terra Em Rochas Com 3.7 Bilhões de Anos

A Terra nem sempre foi um oásis azul e verde de vida em um sistema solar de outro modo inóspito. Durante os primeiros 50 milhões de anos de nosso planeta, cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, sua superfície era um inferno de oceanos de magma, borbulhando e expelindo calor do interior da Terra.

O subsequente resfriamento do planeta a partir desse estado de fusão, e a cristalização desses oceanos de magma em rocha sólida, foi uma fase definidora na formação da estrutura de nosso planeta, na química de sua superfície e na formação de sua atmosfera inicial.

Essas rochas primevas, contendo pistas que podem explicar a habitabilidade da Terra, eram consideradas como perdidas para os estragos da tectônica de placas. Mas agora, minha equipe descobriu os resquícios químicos dos oceanos de magma da Terra em rochas de 3,7 bilhões de anos do sul da Groenlândia, revelando um vislumbre instigante de um tempo em que a Terra estava quase completamente derretida.

A Terra é o produto de um caótico sistema solar primitivo, que se acredita ter apresentado uma série de impactos catastróficos entre a Terra e outros corpos planetários. A formação da Terra culminou em sua colisão com um planeta impactador do tamanho de Marte, o que também resultou na formação da lua da Terra há cerca de 4,5 bilhões de anos.

Esses choques cósmicos acredita-se terem gerado energia suficiente para derreter a crosta terrestre e quase todo o interior de nosso planeta (o manto), criando volumes de rocha derretida em escala planetária que formaram “oceanos de magma” com centenas de quilômetros de profundidade. Hoje, em contraste, a crosta terrestre é totalmente sólida, e o manto é considerado um “sólido plástico”, permitindo um movimento geológico lento e viscoso, muito diferente do magma líquido do manto terrestre primitivo.

À medida que a Terra se recuperou e resfriou após suas colisões caóticas, seus oceanos de magma profundos se cristalizaram e solidificaram, iniciando a jornada da Terra para o planeta que conhecemos hoje. Os gases vulcânicos que borbulharam a partir desses oceanos de magma resfriantes da Terra podem ter sido decisivos na formação e composição da atmosfera inicial de nosso planeta, que eventualmente sustentaria a vida.

Encontrar evidências geológicas do antigo estado derretido da Terra é extremamente difícil. Isso ocorre porque eventos de oceanos de magma provavelmente ocorreram há mais de 4 bilhões de anos, e muitas das rochas desse período da história da Terra foram recicladas pela tectônica de placas.

Mas, embora as rochas desse período não existam mais, suas marcas químicas ainda podem estar armazenadas nas profundezas da Terra. Os cristais solidificados do período de resfriamento da Terra teriam sido tão densos que teriam afundado na base do manto terrestre. Os cientistas até acreditam que esses resíduos minerais podem estar armazenados em zonas isoladas no limite entre o manto e o núcleo da Terra.

Se eles existirem, esses antigos cemitérios de cristais são inacessíveis para nós – escondidos muito abaixo para que possamos fazer amostras diretas. E se eles um dia voltarem à superfície da Terra, os cristais dos oceanos de magma naturalmente passariam por um processo de fusão e solidificação, deixando apenas vestígios de suas origens nas rochas vulcânicas que chegam à crosta terrestre.

Sabíamos que a Groenlândia seria um bom lugar para procurar esses vestígios do passado derretido da Terra. Nossas amostras são originárias do cinturão supracrustal de Isua, no sudoeste da Groenlândia, uma área famosa para os geólogos. À primeira vista, as rochas de Isua parecem exatamente como qualquer basalto moderno que você encontraria no fundo do mar. Mas essas rochas são algumas das mais antigas do mundo, com idade estimada entre 3,7 e 3,8 bilhões de anos.

Ao analisar as rochas de Isua, descobrimos assinaturas únicas de isótopos de ferro. Essas assinaturas mostraram que a região do manto a partir da qual as rochas se formaram foi submetida a altas pressões, a mais de 700 quilômetros abaixo da superfície da Terra. É exatamente onde os minerais formados durante a cristalização dos oceanos de magma teriam se localizado.

Mas se essas rochas realmente carregavam vestígios dos oceanos de magma cristalizados, como elas chegaram à superfície da Terra? A resposta está na forma como o interior da Terra derrete, produzindo rochas vulcânicas na superfície do planeta.

Quando regiões do manto semi-sólido da Terra aquecem e derretem, elas sobem de forma flutuante em direção à crosta da Terra, produzindo rochas vulcânicas quando o magma alcança a superfície e esfria. Ao estudar a química dessas rochas na superfície, podemos investigar a composição do material que se fundiu para formá-las.

Os isótopos de Isua revelaram que a jornada dessas rochas até a superfície da Terra envolveu vários estágios de cristalização e resfriamento no interior do planeta – uma espécie de processo de destilação em seu caminho para a superfície. Mas as rochas que emergiram, localizadas na Groenlândia atual, ainda retêm assinaturas químicas que as conectam ao passado da Terra coberto de magma.

Os resultados de nosso trabalho fornecem algumas das primeiras evidências geológicas diretas da assinatura de cristais de oceanos de magma em rochas vulcânicas encontradas na superfície da Terra. Agora, gostaríamos de entender se outras rochas vulcânicas antigas ao redor do mundo podem nos contar mais sobre os antigos oceanos de magma da Terra, ou se nos deparamos com uma peculiaridade geológica: mais uma pista única.

Se outros vulcões podem ter expelido artefatos geológicos semelhantes, também podemos procurar por novidades isotópicas em pontos de erupção modernos, como Havaí e Islândia, que falem do passado antigo da Terra. É possível que mais rochas primordiais possam ser encontradas no futuro, o que poderia nos ajudar a entender mais sobre o passado violento e coberto de magma da Terra.

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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