Assinatura magnética em rochas australianas sugerem que tectonismo começou há mais de 3 bilhões de anos

Sem placas tectônicas, nosso planeta não teria continentes, montanhas e possivelmente até a própria vida. Novas evidências sugerem que esse processo geológico começou há pelo menos 3,2 bilhões de anos atrás, uma origem surpreendentemente precoce.

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Os geólogos discutem sobre quando exatamente as placas tectônicas do nosso planeta começaram a se mover. As estimativas variam muito, entre 4 bilhões e 1 bilhão de anos atrás. O consenso geral é de que tudo começou há cerca de 2,8 bilhões de anos.

Novas publicadas nesta quarta (22) na Science Advances sugerem que placas bem abaixo da superfície já estavam se movendo 3,2 bilhões de anos atrás. Descobriu-se que rochas antigas da Austrália tinham assinaturas magnéticas que podem ser correlacionadas com movimentos laterais durante o éon Arqueano (de 4 bilhões a 2,5 bilhões de anos atrás).

“Basicamente, essa é uma evidência geológica para empurrar o registro de placas tectônicas para mais longe na história da Terra”, disse Alec Brenner, co-autor do estudo e geólogo do Paleomagnetics Lab de Harvard University, em comunicado à imprensa. “Com base nas evidências que encontramos, parece muito mais provável que as placas tectônicas tenham ocorrido no início da Terra. Isso indica [que existia] uma Terra muito mais parecida com a de hoje do que muitas pessoas pensam.” As placas tectônicas são uma característica crítica do nosso planeta. Elas deram origem e moldaram nossos continentes e criaram formações terrestres como cadeias de montanhas.

É importante ressaltar que as placas tectônicas agitaram rochas profundamente abaixo da superfície, empurrando-as para cima e expondo-as à atmosfera. Isso, por sua vez, levou a reações químicas importantes que, por longos períodos de tempo, contribuíram para a estabilização da atmosfera da Terra, o que acabou criando as condições habitáveis ​​que conhecemos e amamos.

Um mapa geológico do Cráton de Pilbara, na Austrália Ocidental, mostrando rochas entre 2,5 bilhões e 3,5 bilhões de anos. As áreas em verde mostram rochas basálticas datadas de 3,2 bilhões de anos atrás. Para fins de escala, a imagem inteira tem mais de 420 quilômetros de largura. Imagem: Alec Brenner, Universidade de Harvard. Dados do mapa de Pesquisa Geológica da Austrália Ocidental.

Para o novo estudo, Brenner e seus colegas visitaram o oeste da Austrália, onde retiraram amostras de rochas do Cráton de Pilbara — uma extensão de crosta antiga e estável, medindo mais de 420 quilômetros de comprimento. Algumas rochas de lá têm 3,5 bilhões de anos, representando algumas das crostas mais antigas da Terra.

Em 2017, a equipe coletou 235 amostras básicas de um segmento conhecido como basalto de Honeyeater. O mais notável dessas rochas vulcânicas é que elas são magneticamente orientadas, o que significa que mantiveram um registro de como era o campo magnético da Terra quando as esfriaram e se solidificaram durante o Arqueano.

No laboratório, essas assinaturas magnéticas, em conjunto com as idades conhecidas do basalto, foram usadas para inferir o movimento das rochas ao longo de milhões de anos. Os pesquisadores foram capazes de mostrar que as rochas estavam em movimento entre 3,35 bilhões e 3,18 bilhões de anos atrás e que elas mudavam na direção horizontal a um ritmo de cerca de 2,5 centímetros por ano, uma “velocidade comparável à das placas modernas”, como os autores escreveram em seu artigo.

As técnicas anteriores para detectar o aparecimento de placas tectônicas usavam métodos como medir as posições das rochas ao longo do tempo e identificar assinaturas químicas nas rochas consistentes com o movimento. O novo artigo aplica uma abordagem paleomagnética. Ele estabelece uma data inicial para as placas tectônicas na Terra: cerca de 1,3 bilhão de anos após a formação do nosso planeta. Além disso, o novo artigo reforça a afirmação de que alterações na crosta inicial da Terra se devem a esses movimentos lentos e constantes.

Stephan Sobolev, professor de geodinâmica da Universidade de Potsdam, disse que as novas medidas “parecem convincentes”. Ele disse ao Gizmodo que é grato pelos novos dados sobre a Terra Arqueana, particularmente os dados pertencentes à história paleomagnética do nosso planeta, dizendo: “a esse respeito, é um ótimo trabalho”. Mas ele não acredita que os pesquisadores tenham confirmado a presença de placas tectônicas modernas como as observamos hoje. “Esta é a primeira indicação de um (…) deslocamento de crosta em larga escala na Terra há mais de 3,2 bilhões de anos”, escreveu Sobolev, que não participou da nova pesquisa, em um e-mail ao Gizmodo. “Esse deslocamento é uma indicação de um tipo de tectônica de placas (mas não necessariamente do tipo global moderno de tectônica de placas) e de subducção em larga escala”, em que as placas se movem tanto para os lados quanto para baixo.

É possível, disse Sobolev, que os autores tenham detectado um “tipo regional” especial de tectônica de placas, que pode ter existido em diferentes lugares da Terra na época e potencialmente causado por plumas de manto ou impactos meteóricos. É isso que diz um artigo recente na Nature que tem Sobolev como um dos co-autores.

“Mas qualquer tipo de tectônica de placas requer subducção em larga escala, portanto, para mim, este trabalho fornece novas evidências de uma subducção em larga escala na Terra há mais de 3,1 bilhões de anos atrás”, disse Sobolev, acrescentando que “seria ótimo se dados semelhantes fossem coletados” em outras crateras que datam do mesmo período. Outra ressalva importante é um fenômeno conhecido como True Polar Wander (desvio polar verdadeiro, em tradução livre) — algo que os pesquisadores não foram capazes de descartar como causa do deslocamento observado. O True Polar Wander descreve a reorientação de um planeta em relação ao seu eixo de rotação. Isso pode acontecer por conta das placas tectônicas, mas outros fatores podem causar alterações na superfície da Terra, como atividade supervulcânica, derretimento de camadas de gelo maciças ou qualquer outra coisa que possa alterar a distribuição da massa do planeta e, portanto, a maneira como ela gira ao longo seu eixo. “As estimativas típicas do True Polar Wander dos últimos cem milhões de anos na Terra geram movimentos mais rápidos do que seus 2,5 centímetros por ano, mas não sabemos como isso funcionou durante o Arqueano”, disse Sobolev. Dessa forma, os autores disseram que o True Polar Wander pode explicar seus dados, mas as placas tectônicas são mais adequadas aos intervalos de tempo observados. Futuramente, os pesquisadores gostariam de estudar mais amostras de Cráton de Pilbara e outros depósitos de rochas antigas.