Zircões estudados pela equipe de pesquisa, fotografado usando catodoluminescência, uma técnica que permitiu à equipe visualizar o interior dos cristais usando um microscópio eletrônico de varredura especializado. As olheiras nos zircões são as cavidades deixadas pelo laser que foi usado para analisar a idade e a química dos zircões. Cientistas liderados por Michael Ackerson, um geólogo pesquisador do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian, fornecem novas evidências de que as placas tectônicas modernas, uma característica definidora da Terra e sua capacidade única de sustentar a vida, surgiu há cerca de 3,6 bilhões de anos. O estudo, publicado em 14 de maio na revista Geochemical Perspective Letters, usa zircões, os minerais mais antigos já encontrados na Terra, para ver o passado antigo do planeta. A equipe testou mais de 3, 500 zircões, cada um com apenas alguns fios de cabelo humanos de largura, explodindo-os com um laser e medindo sua composição química com um espectrômetro de massa. Esses testes revelaram a idade e a química subjacente de cada zircão. Dos milhares testados, cerca de 200 estavam aptos para o estudo devido à devastação dos bilhões de anos que esses minerais suportaram desde sua criação. Crédito:Michael Ackerson, Smithsonian.
Cientistas liderados por Michael Ackerson, um geólogo pesquisador do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian, fornecem novas evidências de que as placas tectônicas modernas, uma característica definidora da Terra e sua capacidade única de sustentar a vida, surgiu há cerca de 3,6 bilhões de anos.
A Terra é o único planeta conhecido por abrigar vida complexa e essa capacidade é parcialmente baseada em outra característica que torna o planeta único:as placas tectônicas. Nenhum outro corpo planetário conhecido pela ciência tem a crosta dinâmica da Terra, que é dividido em placas continentais que se movem, fraturam-se e colidem uns com os outros ao longo de eras. As placas tectônicas fornecem uma conexão entre o reator químico do interior da Terra e sua superfície que projetou o planeta habitável que as pessoas desfrutam hoje, do oxigênio na atmosfera às concentrações de dióxido de carbono regulador do clima. Mas quando e como as placas tectônicas começaram permanece um mistério, enterrado sob bilhões de anos de tempo geológico.
O estudo, publicado em 14 de maio na revista Cartas de Perspectivas Geoquímicas , usa zircões, os minerais mais antigos já encontrados na Terra, para perscrutar o passado antigo do planeta.
O mais antigo dos zircões no estudo, que veio de Jack Hills, na Austrália Ocidental, tinham cerca de 4,3 bilhões de anos, o que significa que esses minerais quase indestrutíveis se formaram quando a própria Terra estava em sua infância, apenas cerca de 200 milhões de anos. Junto com outros zircões antigos coletados nas Colinas Jack, abrangendo a história mais antiga da Terra até 3 bilhões de anos atrás, esses minerais fornecem a coisa mais próxima que os pesquisadores têm de um registro químico contínuo do mundo nascente.
"Estamos reconstruindo como a Terra mudou de uma bola derretida de rocha e metal para o que temos hoje, "Ackerson disse." Nenhum dos outros planetas tem continentes ou oceanos líquidos ou vida. De certa forma, estamos tentando responder à pergunta de por que a Terra é única, e podemos responder isso até certo ponto com esses zircões. "
Para olhar bilhões de anos no passado da Terra, Ackerson e a equipe de pesquisa coletaram 15 rochas do tamanho de toranjas de Jack Hills e as reduziram em suas menores partes constituintes - minerais - triturando-as até virar areia com uma máquina chamada esquilo. Felizmente, zircões são muito densos, o que os torna relativamente fáceis de separar do resto da areia usando uma técnica semelhante à garimpagem de ouro.
As Jack Hills da Austrália Ocidental, onde os zircões estudados foram amostrados em 15 rochas do tamanho de toranjas coletadas pela equipe de pesquisa. Cientistas liderados por Michael Ackerson, um geólogo pesquisador do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian, fornecem novas evidências de que as placas tectônicas modernas, uma característica definidora da Terra e sua capacidade única de sustentar a vida, surgiu há cerca de 3,6 bilhões de anos. O estudo, publicado em 14 de maio na revista Geochemical Perspective Letters, usa zircões, os minerais mais antigos já encontrados na Terra, para perscrutar o passado antigo do planeta. Crédito:Dustin Trail, Universidade de Rochester
A equipe testou mais de 3, 500 zircões, cada um com apenas alguns fios de cabelo humanos de largura, explodindo-os com um laser e medindo sua composição química com um espectrômetro de massa. Esses testes revelaram a idade e a química subjacente de cada zircão. Dos milhares testados, cerca de 200 estavam aptos para o estudo devido à devastação dos bilhões de anos que esses minerais suportaram desde sua criação.
"Desvendar os segredos contidos nesses minerais não é uma tarefa fácil, "Ackerson disse." Analisamos milhares desses cristais para chegar a um punhado de pontos de dados úteis, mas cada amostra tem o potencial de nos dizer algo completamente novo e remodelar a forma como entendemos as origens de nosso planeta. "
A idade de um zircão pode ser determinada com alto grau de precisão porque cada um contém urânio. A famosa natureza radioativa do urânio e a taxa de decomposição bem quantificada permitem aos cientistas fazer a engenharia reversa por quanto tempo o mineral existe.
O conteúdo de alumínio de cada zircão também foi de interesse da equipe de pesquisa. Testes em zircões modernos mostram que zircões com alto teor de alumínio só podem ser produzidos em um número limitado de maneiras, que permite aos pesquisadores usar a presença de alumínio para inferir o que pode estar acontecendo, geologicamente falando, no momento em que o zircão se formou.
Depois de analisar os resultados das centenas de zircões úteis entre os milhares testados, Ackerson e seus co-autores decifraram um aumento acentuado nas concentrações de alumínio há cerca de 3,6 bilhões de anos.
"Essa mudança de composição provavelmente marca o início da tectônica de placas de estilo moderno e pode potencialmente sinalizar o surgimento de vida na Terra, "Ackerson disse." Mas precisaremos fazer muito mais pesquisas para determinar as conexões dessa mudança geológica com as origens da vida. "
Uma fina, fatia polida de uma rocha coletada em Jack Hills, na Austrália Ocidental. Usando um microscópio especial equipado com lentes polarizadoras, a equipe de pesquisa foi capaz de examinar a intrincada estrutura interna do quartzo que compõe a rocha, incluindo características únicas que lhes permitiram identificar zircões antigos (mineral magenta no centro da imagem destacada com contorno vermelho na foto à direita). Cientistas liderados por Michael Ackerson, um geólogo pesquisador do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian, fornecem novas evidências de que as placas tectônicas modernas, uma característica definidora da Terra e sua capacidade única de sustentar a vida, surgiu há cerca de 3,6 bilhões de anos. O estudo, publicado em 14 de maio na revista Geochemical Perspective Letters, usa zircões, os minerais mais antigos já encontrados na Terra, para perscrutar o passado antigo do planeta. Para olhar bilhões de anos no passado da Terra, Ackerson e a equipe de pesquisa coletaram 15 rochas do tamanho de toranjas de Jack Hills e as reduziram em suas menores partes constituintes - minerais - triturando-as até virar areia com uma máquina chamada esquilo. Felizmente, zircões são muito densos, o que os torna relativamente fáceis de separar do resto da areia usando uma técnica semelhante à garimpagem de ouro. Crédito:Michael Ackerson, Smithsonian
A linha de inferência que liga os zircões com alto teor de alumínio ao aparecimento de uma crosta dinâmica com as placas tectônicas é assim:uma das poucas maneiras de os zircões com alto teor de alumínio se formarem é derretendo rochas mais profundamente abaixo da superfície da Terra.
"É muito difícil transformar o alumínio em zircões por causa de suas ligações químicas, "Ackerson disse." Você precisa ter condições geológicas bastante extremas. "
Ackerson raciocina que este sinal de que as rochas estavam sendo derretidas mais profundamente abaixo da superfície da Terra significava que a crosta do planeta estava ficando mais espessa e começando a esfriar, e que esse espessamento da crosta terrestre era um sinal de que a transição para as placas tectônicas modernas estava em andamento.
Pesquisas anteriores sobre o Acasta Gneiss de 4 bilhões de anos, no norte do Canadá, também sugerem que a crosta terrestre estava ficando mais espessa e causando o derretimento das rochas mais profundamente dentro do planeta.
"Os resultados do Acasta Gneiss nos dão mais confiança em nossa interpretação dos zircões Jack Hills, "Ackerson disse." Hoje, esses locais estão separados por milhares de quilômetros, mas eles estão nos contando uma história bastante consistente, ou seja, cerca de 3,6 bilhões de anos atrás, algo globalmente significativo estava acontecendo. "
Este trabalho faz parte da nova iniciativa do museu chamada Nosso Planeta Único, uma parceria público-privada, que apóia a pesquisa de algumas das questões mais duradouras e significativas sobre o que torna a Terra especial. Outras pesquisas investigarão a origem dos oceanos líquidos da Terra e como os minerais podem ter ajudado a estimular a vida.
Ackerson disse que espera acompanhar esses resultados pesquisando os antigos zircões de Jack Hills em busca de traços de vida e observando outras formações rochosas extremamente antigas para ver se elas também mostram sinais de espessamento da crosta terrestre há cerca de 3,6 bilhões de anos atrás.
