24/08/2022 - 11:40
“Ver o mundo num grão de areia”, a frase de abertura do poema de William Blake, é uma frase muito usada que também capta um pouco do que os geólogos fazem.
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Observamos a composição de grãos minerais, menores que a largura de um fio de cabelo humano. Em seguida, extrapolamos os processos químicos que eles sugerem para refletir sobre a própria construção do nosso planeta.
Agora, levamos essa atenção minuciosa para novas alturas, conectando minúsculos grãos ao lugar da Terra no ambiente galáctico.
Olhando para o universo
Em uma escala ainda maior, os astrofísicos buscam entender o universo e nosso lugar nele. Eles usam leis da física para desenvolver modelos que descrevem as órbitas de objetos astronômicos.
Embora possamos pensar na superfície do planeta como algo moldado por processos inteiramente dentro da própria Terra, nosso planeta sem dúvida sentiu os efeitos de seu ambiente cósmico. Isso inclui mudanças periódicas na órbita da Terra, variações na emissão de energia do Sol, explosões de raios gama e, claro, impactos de meteoritos.
Apenas olhar para a Lua e sua superfície marcada deve nos lembrar disso, já que a Terra é mais de 80 vezes mais massiva que seu satélite cinza. De fato, trabalhos recentes apontaram para a importância dos impactos de meteoritos na produção da crosta continental na Terra, ajudando a formar “sementes” que flutuavam na camada mais externa do nosso planeta em sua juventude.
Nós e nossa equipe internacional de colegas já identificamos um ritmo na produção dessa crosta continental primitiva, e o ritmo aponta para um mecanismo de condução verdadeiramente grandioso. Este trabalho acaba de ser publicado na revista Geology.
O ritmo de produção da crosta na Terra
Muitas rochas na Terra se formam a partir de magma fundido ou semifundido. Esse magma é derivado diretamente do manto – a camada predominantemente sólida, mas que flui lentamente abaixo da crosta do planeta – ou do recozimento de pedaços ainda mais antigos de crosta preexistente. À medida que o magma líquido esfria, ele acaba por congelar em rocha sólida.
Por meio desse processo de resfriamento de cristalização do magma, grãos minerais crescem e podem reter elementos como o urânio que se decompõem com o tempo e produzem uma espécie de cronômetro, registrando sua idade. Não apenas isso, mas os cristais também podem prender outros elementos que rastreiam a composição de seu magma parental, como um sobrenome pode rastrear a família de uma pessoa.
Com essas duas informações – idade e composição – podemos reconstruir uma linha do tempo da produção da crosta. Então, podemos decodificar suas frequências principais, usando a magia matemática da transformada de Fourier. Essa ferramenta basicamente decodifica a frequência de eventos, assim como ingredientes desembaralhar ingredientes que foram para o liquidificador para um bolo.
Nossos resultados desta abordagem sugerem um ritmo aproximado de 200 milhões de anos para a produção de crosta na Terra primitiva.
Nosso lugar no cosmos
Mas há outro processo com um ritmo semelhante. Nosso Sistema Solar e os quatro braços espirais da Via Láctea estão girando em torno do buraco negro supermassivo no centro da galáxia, mas estão se movendo em velocidades diferentes.
Os braços espirais orbitam a 210 quilômetros por segundo, enquanto o Sol está acelerando a 240 km por segundo, o que significa que nosso Sistema Solar está entrando e saindo dos braços da galáxia. Você pode pensar nos braços espirais como regiões densas que retardam a passagem das estrelas, como um engarrafamento, que só clareia mais adiante na estrada (ou através do braço).
Esse modelo resulta em aproximadamente 200 milhões de anos entre cada entrada que nosso Sistema Solar faz em um braço espiral da galáxia.
Então, parece haver uma possível conexão entre o tempo de produção da crosta na Terra e o tempo que leva para orbitar os braços espirais galácticos – mas por quê?
Ataques da nuvem
Nos confins distantes do nosso Sistema Solar, acredita-se que uma nuvem de detritos rochosos gelados chamada nuvem de Oort orbite nosso Sol.
À medida que o Sistema Solar se move periodicamente em um braço espiral, a interação entre ele e a nuvem de Oort é proposta para desalojar o material da nuvem, enviando-o para mais perto do Sistema Solar interno. Parte desse material pode até atingir a Terra.
A Terra sofre impactos relativamente frequentes dos corpos rochosos do cinturão de asteroides, que chegam em média a velocidades de 15 km por segundo. Mas os cometas ejetados da nuvem de Oort chegam muito mais rápido, em média a 52 km por segundo.
Argumentamos que são esses impactos periódicos de alta energia que são rastreados pelo registro da produção de crosta preservada em minúsculos grãos minerais. Impactos de cometas escavam grandes volumes da superfície da Terra, levando ao derretimento descompressivo do manto, algo não muito diferente de tirar a rolha em uma garrafa de espumante.
Essa rocha fundida, enriquecida em elementos leves como silício, alumínio, sódio e potássio, flutua efetivamente no manto mais denso. Embora existam muitas outras maneiras de gerar crosta continental, é provável que o impacto em nosso planeta inicial tenha formado sementes flutuantes de crosta. O magma produzido a partir de processos geológicos posteriores aderiria a essas primeiras sementes.
Arautos da desgraça ou jardineiros da vida terrestre?
A crosta continental é vital na maioria dos ciclos naturais da Terra – ela interage com a água e o oxigênio, formando novos produtos intemperizados, hospedando a maioria dos metais e carbono biológico.
Grandes impactos de meteoritos são eventos cataclísmicos que podem destruir a vida. No entanto, os impactos podem muito bem ter sido a chave para o desenvolvimento da crosta continental em que vivemos.
Com a recente passagem de asteroides interestelares pelo Sistema Solar, alguns chegaram a sugerir que eles transportavam vida através do cosmos.
Seja como for que chegamos aqui, é inspirador em uma noite clara olhar para o céu e ver as estrelas e a estrutura que elas traçam, e depois olhar para os pés e sentir os grãos minerais, rochas e crosta continental abaixo – todos ligados através de um ritmo muito grande, de fato.
* Chris Kirkland é professor de geologia na Universidade Curtin (Austrália); Phil Sutton é professor sênior de astrofísica na Universidade de Lincoln (Reino Unido).
** Este artigo foi republicado do site The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original aqui.
