As placas tectônicas têm desempenhado um papel vital na evolução geológica do nosso planeta. Além disso, muitos cientistas acreditam que a atividade geológica da Terra pode ter desempenhado um papel importante na evolução da vida - e pode até ser essencial para a habitabilidade de um planeta. Por esse motivo, os cientistas há muito procuram determinar como e quando a superfície da Terra mudou de rocha derretida e viscosa para uma crosta sólida que está constantemente ressurgindo.
Apesar dos melhores esforços dos cientistas da Terra, essa continua sendo uma das maiores perguntas não respondidas sobre o nosso planeta. De acordo com um novo estudo realizado por uma equipe de geólogos da Austrália e dos EUA, é possível que a transição tenha sido desencadeada por objetos extraterrestres que afetam a superfície da Terra. Esses resultados podem ter implicações significativas no estudo de planetas extra-solares e na busca de vida além da Terra.
Esférulas no cinturão verde de Barberton no cráton Kaapvaal, África do Sul. Crédito: Lowe et al., 2014.
Para o estudo, a equipe internacional considerou procurar além da Terra possíveis explicações sobre como a atividade tectônica começou. Como Craig O'Neill - diretor do Centro de Pesquisa Planetária da Universidade Macquarie, em Sydney, Austrália, e principal autor do artigo, disse :
“Tendemos a pensar na Terra como um sistema isolado, onde apenas os processos internos são importantes. Cada vez mais, porém, estamos vendo o efeito da dinâmica do sistema solar em como a Terra se comporta. ”
De acordo com a teoria mais amplamente aceita da formação de planetas , a Terra se formou cerca de 4,6 bilhões de anos atrás, a partir de material acumulado na Nebulosa Solar. Com base em estudos de modelagem e comparações com impactos lunares, astrônomos e geólogos teorizaram que a Terra experimentou vários impactos maciços por centenas de milhões de anos depois.
Acredita-se que o mais notável tenha ocorrido cerca de 100 milhões de anos depois e tenha causado a formação do sistema Terra-Lua (também conhecida como Hipótese de Impacto Gigante ). Embora esses impactos diminuam com o tempo, eles deixaram para trás evidências na forma de leitos esféricos - partículas redondas formadas a partir da vaporização e condensação das rochas.
Cerca de 3,2 bilhões de anos atrás, durante a Era Archaean, o planeta Terra começou a experimentar atividade tectônica. Crédito: ocean.si.edu
Para o estudo, a equipe considerou as camadas distintas de leitos esféricos que foram descobertos no craton de Pilbara na Austrália e no craton Kaapvaal na África do Sul. Esses leitos são o resultado de períodos de intenso bombardeio de objetos extraterrestres que ocorreram há cerca de 3,2 bilhões de anos atrás - durante a época arcaica (cerca de 4 a 2,5 bilhões de anos atrás).
Curiosamente, é aproximadamente o mesmo tempo em que a primeira placa tectônica de evidência aparece no registro geológico. O'Neill e seus colegas decidiram investigar essa coincidência para ver se havia uma conexão possível. Como O'Neill explicou :
"Os estudos de modelagem da Terra primitiva sugerem que impactos muito grandes - com mais de 300 km de diâmetro - poderiam gerar uma anomalia térmica significativa no manto".
Tais impactos, de acordo com O'Neill e sua equipe, parecem ter alterado a flutuabilidade do manto a ponto de ocorrerem ressurgências que poderiam direcionar diretamente as placas tectônicas. No entanto, as evidências esparsas que datam do Archaean sugerem que ocorreram principalmente impactos menores, medindo menos de 100 km (62 milhas) de diâmetro durante esse período.
Cumes na formação antiga da cômoda no Craton de Pilbara da Austrália Ocidental. Crédito: Kathleen Campbell
Para determinar se os impactos desse tamanho eram grandes e frequentes o suficiente para iniciar a atividade tectônica global, O'Neill e sua equipe adotaram uma abordagem em duas frentes. Por um lado, eles usaram as técnicas existentes para expandir o registro de impacto do arqueano médio (cerca de 3,3 a 2,9 bilhões de anos atrás). Em seguida, eles desenvolveram simulações numéricas para modelar os efeitos térmicos que esses impactos teriam na litosfera da Terra.
O que eles descobriram foi que durante o Archaean Médio, impactadores de 100 km de largura teriam sido capazes de enfraquecer a crosta terrestre. Não é de surpreender, já que o impacto do Chixculub que causou a extinção Cretáceo-Paleogene (e matou os dinossauros) mediu 70 km (43,5 mi). Supondo que o exterior da Terra já estivesse preparado para a subducção, O'Neill e sua equipe concluíram que esse impacto seria suficiente:
Se a litosfera da Terra tivesse uma espessura uniforme na época, segundo O'Neill, o impacto teria pouco efeito. Mas durante o Arqueano Médio, o resfriamento fez com que o manto da Terra se tornasse mais espesso em alguns pontos e mais fino em outros. Se um impacto ocorresse em um ponto delgado, isso poderia aumentar as diferenças de flutuabilidade já causadas pelo processo de espessamento e desbaste e desencadear atividade tectônica. Disse O'Neill:
“Nosso trabalho mostra que existe um vínculo físico entre a história de impacto e a resposta tectônica na época em que foi sugerido o início da tectônica de placas. Os processos hoje bastante marginais - como impactar ou, em menor grau, vulcanismo, impulsionaram ativamente os sistemas tectônicos no início da Terra. Examinando as implicações desses processos, podemos começar a explorar como a Terra habitável moderna surgiu. ”
Mapa da Terra mostrando linhas de falha (azul) e zonas de atividade vulcânica (vermelho). Crédito: zmescience.com
Esses resultados podem ter implicações de longo alcance para as ciências da Terra e para o estudo de planetas extra-solares. Na Terra, muitos desenvolvimentos significativos foram atribuídos ao meio arcaico, incluindo o surgimento de organismos fotossintéticos e os primeiros gases de oxigênio em nossa atmosfera. Entender os impactos antigos e como eles afetaram a evolução terrestre pode, portanto, nos ajudar a aprender mais sobre as origens da vida na Terra.
Da mesma forma, entender como a atividade geológica começou na Terra pode nos ajudar a localizar planetas potencialmente habitáveis. Até agora, a grande maioria dos exoplanetas terrestres que foram descobertos foram encontrados como " planetas estagnados da tampa ", onde não ocorre atividade de placas. Se a diferença entre habitável e inabitável é um impacto que pode desencadear a atividade das placas, isso pode ajudar a restringir a pesquisa!
O estudo, intitulado " O papel dos impactos nas tectônicas arcaicas ", apareceu recentemente na revista científica Geology .
Leitura adicional: GSA , GeoScienceWorld
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