Rochas mais antigas da Terra fornecem novas e importantes pistas sobre a história primitiva do nosso planeta

A Humanidade já conseguiu desvendar muita coisa desde os primórdios da sua existência. A Terra é atualmente o único planeta conhecido por abrigar vida, e graças, em grande parte, à operacionalidade das placas tectônicas, que provoca a circulação de elementos biogeoquímicos críticos e contribui para a manutenção de um termostato planetário.

Através de modelos geodinâmicos numéricos utilizados em estudos anteriores, os cientistas sustentaram a tese de que a subducção e a reciclagem já funcionavam desde há aproximadamente 4,3 bilhões de anos. Como a própria Terra possui 4,5 bilhões de anos, esta afirmação apoia a existência da tectônica de placas quase desde o "primeiro dia".

O estudo que apresenta estas novas evidências, publicado na Science Advances em 30 de junho, foi realizado por pesquisadores liderados pelo Professor LI Xianhua, do Instituto de Geologia e Geofísica da Academia Chinesa de Ciências (IGGCAS), em colaboração com colegas da Austrália, Canadá e China.

"As nossas amostras mais antigas não indicam sinais de reciclagem de material superficial há 4 bilhões de anos", disse em comunicado o Prof. LI, coautor do estudo. “E as primeiras evidências que encontramos de reciclagem superficial em magmas são de apenas 3,8 bilhões de anos".

Porque é tão difícil identificar isótopos de silício em rochas antigas?

Para que os cientistas sejam capazes de detectar marcadores de reciclagem de material superficial no magma, eles recorrem à análise de isótopos de silício (Si) e de oxigênio (O) em rochas graníticas.

Quando a Terra vivia a sua fase mais primordial, a água do mar encontrava-se saturada com Si, e continha doses abundantes de Si pesado por causa da ausência de formas de vida que o consumissem. Deste modo, se algum material pesado de Si no fundo do mar fosse reciclado de volta para as câmaras de magma por subducção, então os isótopos pesados de Si seriam detectados em amostras de rochas graníticas.

Contudo, tal como salienta ZHANG Qing, cientista do IGGCAS e autor principal do estudo, houve alguns obstáculos para a identificação da composição primária de isótopos de Si na rochas graníticas.

A zirconita, mineral mais abundante nas rochas graníticas passível de ser datada, é resistente à meteorização e posterior alteração. Assim, a aplicação de técnicas analíticas de alta precisão da zirconita pode fornecer as restrições mais confiáveis sobre se a composição isotópica de Si detectada representa a assinatura primária. A ausência de uma assinatura pesada de Si nas rochas de 4 bilhões de anos significa que as amostras mais antigas não necessitaram de subducção.

Limitações geográficas das amostras geológicas destes dados e a sua compreensão da geodinâmica terrestre

Pelo fato de as rochas mais antigas serem provenientes de uma única localidade, “(...) a ausência de subducção numa pequena área não significa que não tenha havido subducção de placas no planeta há 4 bilhões de anos", disse o coautor Allen Nutman da Universidade de Wollongong, na Austrália.

Apesar disso, após uma filtragem cuidadosa, os dados revelaram uma mudança distinta há 3,8 bilhões de anos, tanto nos isótopos de Si como nos de O. Considerando isso, e com base nos dados atuais, os cientistas concluem que uma possível mudança na geodinâmica da Terra, como o início da subducção de placas, terá ocorrido há 3,8 bilhões de anos e não há 4,3, como se pensava até agora.

Além do incrível fato das mais antigas rochas terrestres estarem bem preservadas, também “(...) descobrimos que (...) contam uma história de amadurecimento tectônico", como salienta o coautor Ross Mitchell do IGGCAS.