A natureza do passado profundo da Terra pode muitas vezes parecer intangível. Do nosso momento moderno, éons bilhões de anos no passado parecem difíceis de tocar. Entre algumas das rochas do nosso planeta, no entanto, há farrapos e fragmentos daqueles tempos distantes que podem nos oferecer uma espiada em como era o nosso planeta quando nossos ancestrais eram organismos unicelulares. Ao estudar alguns desses vestígios, os geólogos conseguiram detectar o que estava acontecendo sob a crosta terrestre há mais de 2,5 bilhões de anos.
Abaixo dos nossos pés — e da crosta externa do nosso planeta — o manto da Terra compõe a vasta maioria do volume do planeta. Diferentes camadas do manto são compostas de diferentes tipos de rochas, e uma das mais comuns é uma rocha ígnea com alto teor de sílica chamada peridotito. No passado, quando geólogos compararam amostras de peridotito pré-histórico do manto da Terra e seus equivalentes modernos, eles encontraram uma discrepância significativa.
Quando as rochas são expostas ao oxigênio, algumas delas mudam por meio de um processo chamado oxidação. Você pode ter visto isso no seu carro ou nas torneiras do banheiro da sua casa, pois a ferrugem é o resultado da interação do oxigênio com o ferro. No caso do peridotito, os geólogos descobriram que os remanescentes muito antigos do manto da Terra são muito menos oxidados do que os do manto moderno. Algo deve ter mudado entre o Éon Arqueano, há mais de 2,5 bilhões de anos, e a Terra como a conhecemos hoje.
Anteriormente, os geólogos propuseram que mudanças no oxigênio da Terra poderiam explicar a mudança. Talvez algum influxo significativo de oxigênio em algum momento da história da Terra alterou a química das rochas e levou a uma oxidação maior. Mas a geóloga e presidente do Departamento de Ciências Minerais do Museu Nacional de História Natural Elizabeth Cottrell e colegas descobriram algo diferente. Como eles relatam na quarta-feira em Naturezanovas pistas sugerem que a mudança de oxidação é um sinal de que as rochas do manto da Terra foram derretidas em calor extremo e persistiram por bilhões de anos.
As rochas reveladoras foram coletadas de dois pontos no fundo do mar onde o manto da Terra tem se escorrido para criar uma nova crosta. Algumas das rochas são da Cordilheira do Sudoeste Indiano entre o sul da África e a Antártida, e outras foram coletadas da Cordilheira Gakkel perto do Polo Norte. As rochas têm sido de interesse especial para os geólogos porque a nova crosta está se formando mais lentamente nessas cristas, aumentando a possibilidade de estudar rochas do manto da Terra.
Outra visão das rochas antigas coletadas em Gakkel Ridge, perto do Pólo Norte, fotografadas sob um microscópio e vistas sob luz polarizada cruzada
A nova pesquisa começou como um desejo de entender a relação entre estados de oxidação na crosta oceânica e no manto da Terra, bem como variações relacionadas ao oxigênio em peridotitos, diz Cottrell. Trabalhos anteriores dos mesmos pesquisadores descobriram que os peridotitos tinham variações extremas em como o oxigênio interagia com eles, o que levou os pesquisadores às amostras de Gakkel Ridge. “Descobrimos peridotitos de Gakkel Ridge que eram ainda mais extremos em sua química”, diz Cottrell, e então os geólogos queriam saber quais condições poderiam ser responsáveis pela diferença.
Apesar de terem sido coletados de cristas muito distantes umas das outras, os peridotitos de ambos os locais são menos oxidados do que as rochas do manto moderno e mostram sinais de que foram derretidos em um grau muito maior.
De volta ao Éon Arqueano, entre 2,5 bilhões e 4 bilhões de anos atrás, o manto da Terra era muito mais quente. Geólogos estimaram que o interior da Terra era mais de 360 graus Fahrenheit (200 graus Celsius) mais quente do que é hoje. Tais temperaturas extremas certamente poderiam ter causado o derretimento visto dentro dos peridotitos, enquanto atingiam um ponto ideal que permitia que as rochas continuassem a circular no manto sem mudar mais. As rochas se formaram durante o Arqueano e persistiram até serem espremidas ao longo das dorsais oceânicas mais de 2,5 bilhões de anos depois. Olhar para elas é dar uma olhada na Terra quando nossa espécie era apenas uma possibilidade evolutiva distante.
Uma rocha antiga dragada do fundo do mar e estudada pela equipe de pesquisa
“As rochas de peridotito que recuperamos hoje, nos tempos modernos no fundo do mar, registram esse período quente anterior na história da Terra”, diz Cottrell. Não é apenas que as rochas preservam sinais de como a Terra era há mais de 2,5 bilhões de anos. O estudo propõe que as amostras são realmente rochas que derreteram no Arqueano e foram preservadas durante todo o tempo desde então.
Pedaços antigos do manto do nosso planeta também foram avistados por outros pesquisadores. “Tais pedaços estagnados do manto antigo já foram reconhecidos há alguns anos por outro grupo usando isótopos de ósmio”, diz o geólogo Fabrice Gaillard, da Universidade de Orléans, na França, que não estava envolvido na nova pesquisa. O novo estudo oferece outra visão das condições no manto da Terra durante o Arqueano, diz Gaillard, quando ainda não havia oxigênio na atmosfera e a maneira como a rocha da Terra se movia era muito diferente.
As descobertas alteram a biografia geológica da Terra. Até agora, os especialistas pensavam que as diferenças na oxidação das rochas tinham algo a ver com mudanças de oxigênio dentro do planeta, como alguma mudança na maneira como o núcleo e o manto da Terra interagiam, ou o antigo fundo do mar sendo empurrado de volta para a crosta terrestre alterando os níveis de oxigênio. Mas o novo estudo sugere que a oxidação no manto da Terra permaneceu relativamente estável ao longo do tempo. Em vez disso, Cottrell e colegas propõem que peridotitos e rochas do manto que mostram menos sinais de oxidação foram formados no passado profundo, quando o manto era muito mais quente do que é agora.
Mudanças químicas vistas entre rochas antigas podem ser atribuídas a mudanças na temperatura da Terra em vez de alterações no oxigênio e outros elementos. “Pode ser que o resfriamento, em vez de mudanças na química do manto, seja capaz de gerar algumas das assinaturas químicas que vemos nessas rochas”, diz Cottrell. O aquecimento teve a consequência inesperada de preservar rochas derretidas dentro da própria Terra, uma maneira de os pesquisadores tocarem e estudarem um capítulo da história da Terra muito diferente do que conhecemos atualmente.
