A Terra compreende um núcleo, manto e crosta externa. Crédito:Shutterstock
A Terra é um planeta incrível. Até onde sabemos, é o único planeta do universo onde existe vida. É também o único planeta conhecido por ter continentes:as massas de terra em que vivemos e que hospedam os minerais necessários para sustentar nossas vidas complexas.
Os especialistas ainda debatem vigorosamente como os continentes se formaram. Sabemos que a água era um ingrediente essencial para isso - e muitos geólogos propuseram que essa água teria vindo da superfície da Terra por meio de zonas de subducção (como é o caso agora).
Mas nossa nova pesquisa mostra que essa água na verdade teria vindo das profundezas do planeta. Isso sugere que a Terra em sua juventude se comportou de maneira muito diferente de como se comporta hoje, contendo mais água primordial do que se pensava anteriormente.
Como fazer crescer um continente
A Terra sólida é composta por uma série de camadas, incluindo um núcleo denso rico em ferro, manto espesso e uma camada externa rochosa chamada litosfera.
Mas nem sempre foi assim. Quando a Terra se formou há cerca de 4,5 bilhões de anos, era uma bola de rocha derretida que era regularmente golpeada por meteoritos.
À medida que esfriou por um período de um bilhão de anos ou mais, os primeiros continentes começaram a surgir, feito de granito de cor clara. Exatamente como surgiram, há muito intrigava os cientistas.
Para tornar a crosta continental granítica capaz de flutuar, rochas vulcânicas escuras conhecidas como basaltos precisam ser derretidas. Basaltos, que são formados como resultado da fusão no manto, teria coberto a Terra quando o planeta estava começando.
Imagens de satélite do Craton Pilbara, Austrália Ocidental. As cúpulas de granito de cor pálida são rodeadas por basaltos de cor escura. Crédito:Google Earth
Contudo, fazer a crosta continental a partir do basalto requer outro ingrediente essencial:a água. Saber como essa água entrou nas rochas com profundidade suficiente é a chave para entender como os primeiros continentes se formaram.
Um mecanismo para levar a água às profundezas é por meio da subducção. É assim que a maior parte da nova crosta continental é produzida hoje, incluindo a cordilheira dos Andes na América do Sul.
Em zonas de subducção, placas rochosas no fundo do oceano esfriam e se tornam cada vez mais densas até que são forçadas para baixo dos continentes e de volta para o manto abaixo, levando água do oceano com eles.
Quando esta água interage com o basalto no manto, cria crosta granítica. Mas a Terra era muito mais quente bilhões de anos atrás, tantos especialistas argumentaram que a subducção (pelo menos na forma que entendemos atualmente) não poderia ter operado.
Longos cinturões de montanha lineares, como os Andes, contrastam fortemente com a estrutura da crosta granítica preservada na região de Pilbara, no outback da Austrália Ocidental.
Uma seção transversal muito simplificada de uma estrutura de cúpula e quilha. Crédito:Wikimedia Commons, CC BY-SA
Esta crosta antiga vista de cima tem um padrão de "cúpula e quilha", com balões (cúpulas) de granito de cor clara subindo para os basaltos circundantes mais escuros e mais densos (as quilhas).
Mas de onde veio a água necessária para produzir essas cúpulas?
Cristais minúsculos registram a história inicial da Terra
Nossa pesquisa, liderado por cientistas do Geological Survey of Western Australia e da Curtin University, abordou esta questão. Analisamos minúsculos cristais presos nos magmas antigos que resfriaram e solidificaram para formar as cúpulas de granito de Pilbara.
Esses cristais, feito de um mineral chamado zircão, contêm urânio que se transforma em chumbo com o tempo. Nós sabemos a taxa dessa mudança, e pode medir as quantidades de urânio e chumbo contidas nele. Como tal, podemos obter um registro de sua idade.
Os cristais também contêm pistas de sua origem, que pode ser desvendado medindo sua composição de isótopos de oxigênio. Mais importante, os zircões que se cristalizaram em rochas derretidas hidratadas pela água da superfície da Terra têm composições diferentes dos zircões que se formaram nas profundezas do manto.
As medições mostram que a água necessária para os antigos granitos WA mais primitivos teria vindo das profundezas do manto da Terra e não da superfície.
Cristais de zircão cultivados em um antigo magma.
Chris Kirkland (à esquerda) e Tim Johnson carregando amostras em um espectrômetro de massa de íons secundários, que dispara um feixe de íons em cristais de zircão para determinar sua idade e composição de isótopos de oxigênio. Crédito:A conversa
O presente é sempre a chave do passado?
A forma como os primeiros continentes se formaram faz parte de um debate mais amplo sobre um dos princípios centrais das ciências físicas:o uniformitarismo. Essa é a ideia de que os processos que operaram na Terra no passado distante são os mesmos que os observados hoje.
A Terra hoje perde calor por meio de placas tectônicas, quando as placas litosféricas estriadas que formam o sólido do planeta, a casca externa se move. Isso ajuda a regular sua temperatura interna, estabiliza a composição atmosférica, e provavelmente também facilitou o desenvolvimento de uma vida complexa.
Subdução é um dos componentes mais importantes desse processo. Mas várias linhas de evidência são inconsistentes com a subdução e as placas tectônicas em uma Terra primitiva. Eles indicam fortemente que nosso planeta se comportou de maneira muito diferente nos primeiros dois bilhões de anos após sua formação do que hoje.
Portanto, embora o uniformitarismo seja uma maneira útil de pensar sobre muitos processos geológicos, o presente nem sempre é a chave do passado.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original. 
