Zircões revelam a história das flutuações no estado de oxidação do magmatismo crustal e do ciclo do supercontinente
O zircão, um mineral quase tão antigo quanto a própria Terra, é um cronometrista e também fornece uma janela química para muitos fenômenos geológicos, como o estado de oxidação. Ao determinar os níveis de oxidação dos magmas que formaram esses zircões detríticos, os cientistas são capazes de deduzir o início da crosta até a reciclagem do manto, o intemperismo e o ciclo do supercontinente. Crédito:Science China Press Os zircões, um mineral quase tão antigo quanto a própria Terra, cristalizam quando os magmas (rochas derretidas) esfriam e podem ser encontrados em pequenas quantidades nas rochas magmáticas. A formação do magma constitui as montanhas da Terra. Através das interações com a água e a atmosfera, as montanhas se decompõem em sedimentos.
Os zircões são tão duráveis e resistentes ao intemperismo e à erosão que raramente desaparecem e, portanto, este mineral nos sedimentos (os chamados "zircões detríticos") contém a maior visão sobre a história da Terra. O zircão enriquece com U (datação U-Pb), é um cronometrista e também fornece uma janela química para muitos fenômenos geológicos, como o estado de oxidação.
Este entendimento levou a um estudo do Dr. Rui Wang e seu Ph.D. estudante Shao-Chen Wu (Instituto de Ciências da Terra, Universidade de Geociências da China, Pequim), Dr. Roberto Weinberg e Dr. Peter Cawood (Universidade Monash) e Dr. Boletim Científico .
A equipe usa um novo método de Loucks et al. (2020) para determinar o estado de oxidação de magmas graníticos que utiliza proporções de Ce, U e Ti em zircão para rastrear a mudança do estado de oxidação de magmas crustais ao longo da história da Terra. O cálculo não requer que uma carga iônica seja conhecida, nem é necessária a determinação da temperatura de cristalização, pressão ou composição de fusão parental.
Média móvel de ΔFMQ do zircão derivado de ígneos e de sedimentos (proporção abaixo de 10% não é mostrada) com os intervalos de amálgama do supercontinente. Os magmas mais reduzidos associados a fontes sedimentares com ca. ciclicidade de 600 Ma, estabeleceu-se em 2,6 bilhões de anos. Crédito:Science China Press
"Os métodos anteriores incluem oxibarômetros Ce/Ce* e Eu/Eu*, mas cada um tem limitações relacionadas à temperatura, pressão, variações na composição química da rocha hospedeira ou precisão dos elementos REE necessários para medir as anomalias Ce/Ce* e Eu/Eu* ." Bob Loucks, da Austrália Ocidental, diz.
Este oxibarômetro aprimorado permite uma avaliação mais confiável da variação no estado de oxidação, que agora pode ser interpretada em termos de mudanças tectônicas globais com o tempo. Ao determinar os níveis de oxidação dos magmas que formaram esses zircões detríticos, os cientistas são capazes de deduzir o início da reciclagem da crosta ao manto, do intemperismo e do ciclo do supercontinente.
O ponto principal é que as rochas que se encontram na superfície da Terra podem ser transportadas de volta para as profundezas do manto terrestre (centenas a milhares de quilómetros abaixo da superfície. Os nossos dados mostram que isto não só está a acontecer hoje, como também poderia ter acontecido por bilhões de anos.
Observando os zircões desde a Terra primitiva, zircões com 3 mil milhões de anos, até aos formados hoje, encontrámos o estado redox dos magmas em que se formaram. O estado de oxidação (expresso como ΔFMQ) dos zircões detríticos aumentou em ~3,5 bilhões de anos, seguido por uma média consistente ΔFMQ> 0 nos últimos 3 bilhões de anos, sugerindo a reciclagem da litosfera oceânica de volta ao manto no que eventualmente se tornou estabelecido como subducção zonas.
Mostra que o limite inferior do estado redox caiu drasticamente há 2,6 mil milhões de anos, marcando a formação de continentes bem definidos e o soterramento de rochas oceânicas no manto profundo da Terra. Além disso, descobrimos uma ciclicidade nos padrões redox:a cada 600 milhões de anos ou mais, os continentes unem-se para formar supercontinentes, como Gondwana, Rodinia, Nura e Superia.
