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

Tanto quanto a Humanidade conseguiu desvendar desde os primórdios da sua existência, a Terra é atualmente o único planeta conhecido por albergar vida, graças, em grande parte, à operacionalidade da tectónica de placas, que provoca a circulação de elementos biogeoquímicos críticos e contribui para a manutenção de um termóstato 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 mil milhões de anos. Como a própria Terra possui 4,5 mil milhões de anos de idade, esta afirmação escuda a existência de tectónica de placas quase desde o "primeiro dia".

O estudo que apresenta estas novas evidências, publicado em Science Advances a 30 de junho, foi elaborado por investigadores 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 mostram sinais de reciclagem de material superficial há 4 mil milhões de anos", disse em comunicado o Prof. LI, co-autor do estudo. “E as primeiras evidências que encontramos de reciclagem superficial em magmas são de apenas 3,8 mil milhões de anos."

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

Para que os cientistas sejam capazes de detetar marcadores de reciclagem de material superficial no magma, recorrem à análise de isótopos de silício (Si) e de oxigénio (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 muito por causa da ausência de formas de vida que o consumissem. Deste modo, se algum material pesado de Si do fundo marinho fosse reciclado de volta para as câmaras de magma por subducção, então os isótopos pesados de Si seriam detetados 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.

O zircão, o mineral mais abundante nas rochas graníticas passível de ser datado, é também convenientemente resistente à meteorização e posterior alteração. Assim, a aplicação de técnicas analíticas de precisão ultra-alta ao zircão pode fornecer as restrições mais fiáveis sobre se a composição isotópica de Si detetada representa a assinatura primária. A ausência de uma assinatura pesada de Si nas rochas de há 4 mil milhões 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 facto 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 mil milhões de anos", disse o co-autor Allen Nutman da Universidade de Wollongong, na Austrália.

Apesar disso, após uma filtragem cuidadosa, os dados revelaram uma mudança distinta há 3,8 mil milhões de anos, quer nos isótopos de Si como de O. Tendo isto em conta, e com base nos dados atuais, os cientistas que levaram a cabo esta investigação concluem que uma possível mudança na geodinâmica da Terra, como o início da subducção de placas, terá ocorrido há 3,8 mil milhões de anos e não há 4,3, como se pensava até agora.

Além do incrível facto das mais antigas rochas terrestres estarem bem preservadas, também “(...) descobrimos que (...) contam uma história de amadurecimento tectónico", como salienta o co-autor Ross Mitchell do IGGCAS.