Há um mistério no passado antigo da Terra, e as pistas estão nas rochas do deserto da Austrália e em outros lugares antigos.

O último século viu rápidos avanços em nossa compreensão de como a Terra se formou, e como o movimento dos continentes através das placas tectônicas continua a moldar nossas terras, oceanos e cadeias de montanhas.

Mas os geólogos ainda não concordam em uma questão importante:como era a Terra antes da formação das placas?

Nova pesquisa, publicado no jornal Geologia , apóia a teoria de que a Terra primitiva era altamente vulcanicamente ativa, e essa evidência da transição violenta para as placas tectônicas ainda pode ser vista hoje.

"A geologia é construída sobre uma ideia, uniformitarismo, que podemos estudar os processos geológicos que ocorrem hoje e usá-los para entender como a Terra funciona em escalas de tempo de milhões de anos, "diz o Dr. Adam Beall, que estudou a dinâmica da Terra primitiva durante seu doutorado. projeto da Universidade de Melbourne.

"Este método falha quando tentamos entender a Terra primitiva, porque era mais quente e se comportava de uma maneira completamente diferente. Os geólogos têm a difícil tarefa de imaginar como os continentes mais antigos da Terra se formaram por processos que não podemos mais observar. "

"Existem duas visões, "diz o professor Louis Moresi, da Escola de Ciências da Terra da Universidade de Melbourne.

"Uma é que não existia 'antes das placas tectônicas." Havia uma nuvem de poeira, você formou a Terra, e conforme ele se cristaliza e se torna sólido, você obtém imediatamente alguma forma de placas tectônicas.

"E então o outro paradigma é que o primeiro bilhão ou mais de anos da Terra não foram nada como as placas tectônicas modernas."

A Terra está sendo constantemente aquecida por dentro pela radioatividade, e esse calor precisa ir para algum lugar. Placas tectônicas, às vezes chamada de deriva continental, é a maneira do planeta liberar esse calor.

"Com placas tectônicas, toda a bacia do oceano rola, que coloca o material frio externo no interior e o material quente interno na superfície, que é como você tira a energia, "diz o professor Moresi.

Os cientistas concordam que a Terra primitiva era mais quente e mais radioativa do que hoje. Então, se não houvesse placas tectônicas, para onde foi todo esse calor?

Os geólogos procuraram em outras partes do Sistema Solar uma explicação alternativa.

Io, uma das 69 luas de Júpiter, é o lugar mais vulcanicamente ativo do Sistema Solar, e o professor Moresi diz que este poderia ser um modelo para a Terra antiga.

"Na lua Io, o calor interno se transfere para o exterior de forma vulcânica, de modo que basicamente você tem essas erupções infinitas de vulcões. "

Esta teoria, que está ganhando popularidade, é chamado de "Terra do tubo de calor".

O professor Moresi e seus colegas construíram um modelo de computador de código aberto da litosfera, que cobre a crosta terrestre e o manto superior, a uma profundidade de cerca de 200 quilômetros, e esta foi a ferramenta perfeita para modelar a morte do Heat-Pipe Earth.

Dr. Beall, durante seu Ph.D. trabalho supervisionado pelo Professor Moresi e trabalhando com a Professora Associada Katie Cooper da Washington State University, usou este programa, chamado Underworld, para modelar a transição da Terra para placas tectônicas, focando na fina camada de rocha sólida - chamada de "tampa do tubo de calor" - que teria coberto a maior parte da Terra do tubo de calor.

E, ao fazer isso, eles podem ter resolvido um segundo mistério geológico - por que existem partes da Terra que não são afetadas pelas placas tectônicas?

Embora a maior parte da crosta terrestre tenha sido constantemente esmagada, derretido, elevado e erodido pelas ações das placas tectônicas, algumas regiões, chamados cratons, não mudou em bilhões de anos. Exemplos destes grandes, principalmente formas de relevo planas são encontradas na Austrália Ocidental, a bacia amazônica, África do Sul e partes do Canadá.

"As placas tectônicas criam uma estrutura massiva como o Himalaia, mas, eventualmente, ele irá se desgastar, "diz o professor Moresi.

"E, ainda assim, esses cratons ficam lá, e eles não se deformam muito, e ainda podemos ver o original, estrutura de quase quatro bilhões de anos em alguns lugares. "

Partes da Austrália são construídas a partir desses cratons antigos, e eles são a fonte de grande parte de nossa riqueza mineral, incluindo os vastos depósitos de minério de ferro na Austrália Ocidental.

O professor Moresi diz que a teoria do tubo de calor explica como essas rochas se formaram originalmente, mas não porque são tão fortes.

Camadas espessas de rocha vulcânica foram mapeadas, apoiando a ideia de que a crosta cratônica inicialmente se formou por meio de muitas erupções vulcânicas. Mas o professor Moresi diz que esse processo deve formar camadas finas de rocha, enquanto os cratons são muito grossos, mais de 200 quilômetros.

"Então, eles devem ter se formado em uma época em que foram capazes de se tornar muito densos, e muito, muito forte, " ele diz.

"A espessura extrema desses crátons antigos foi proposta pela primeira vez há mais de 50 anos, mas ninguém foi capaz de resolver o mistério de por que eles são tão densos, "diz o Dr. Beall.

"Alguns anos atrás, nosso colega neste projeto, Professora Associada Katie Cooper, surgiu com a hipótese de que os crátons haviam engrossado à medida que a rocha fria do manto afundava abaixo.

"Uma quantidade excepcionalmente grande de rocha do manto que afunda é necessária e eu me perguntei se isso poderia ser desencadeado pela iniciação das placas tectônicas, o que teria sido catastrófico e provavelmente ocorreu em um momento semelhante à formação do craton. "

Os pesquisadores testaram essa ideia com o modelo de computador. Nas simulações, os cratões são formados durante a violenta transição do tubo de calor para a tectônica de placas.

"Nossa solução é muito simples, "diz o professor Moresi.

"Durante a transição para as placas tectônicas, a Terra passa por essa reviravolta completa. Ele armazenou muita energia por um bilhão de anos ou mais, e então tudo é lançado em um curto período. E você pode ver no vídeo que a rocha plana e fina fica amassada nessas zonas por este muito forte, reviravolta impulsiva.

"E isso não se repete, porque uma vez que as placas tectônicas começam, é um paradigma diferente e você não acumula aquele estresse novamente.

"Então, em uma ação, você cria essas rochas incrivelmente fortes que duram bilhões de anos."