No calor de 45°C do sol do meio-dia de abril, balanço minha marreta em lóbulos de basalto envernizados em terracota que dão para uma paisagem rarefeita, quase marciana.
Perto dali, a rocha é salpicada de pequenas esferas ou varíolas, uma textura que se forma no magma úmido. É difícil compreender que esta lava arrefeceu quando a Terra era jovem e pouco mudou desde então.
O Cráton Pilbara, na Austrália Ocidental, é provavelmente o último lugar onde você esperaria aprender alguma coisa sobre o papel da água na formação do nosso planeta. isso é Um dos lugares mais quentes do planeta. A terra é seca e em grande parte árida, exceto pelos espinhos afiados da grama spinifex e pelas ocasionais árvores de goma ou acácia.
no entanto Nossa pesquisaPublicado hoje na Nature Communications, mostra que um raro pacote de rochas invulgarmente bem preservadas da região documenta o movimento das águas superficiais no interior da Terra há mais de 3,1 mil milhões de anos.
Eric Vandenberg, CC POR-ND
Um segundo ciclo da água mais lento
Aprendemos o ciclo da água na escola como a história da evaporação e da precipitação. Mas o mundo sob nossos pés se move por um segundo, muito mais devagar.
No fundo do oceano, a água do mar penetra na crosta oceânica e reage com a rocha, tornando-se quimicamente ligada aos seus minerais, ligada à sua estrutura cristalina em vez de permanecer como água livre.
Ao longo de milhões de anos, o afundamento das placas tectónicas moveu estes minerais contendo água para o manto, a camada rochosa quente abaixo da crosta. A subducção de uma placa sob outra placa é chamada SubordinaçãoE o vulcão finalmente respirou a água.
O ciclo das águas profundas regula o orçamento hídrico da Terra. Na superfície, mantém o oceano afastado Os continentes secam ou afundamEnquanto lá dentro, Isso muda a forma como o manto derrete E Faz continentes.
Como a Terra gerenciava a água antes das placas tectônicas?
Durante décadas, um enigma pairou sobre a história inicial da Terra: poderia o planeta reciclar a água nas suas profundezas antes que as placas tectónicas o impulsionassem?
Nossa pesquisa, liderada por cientistas da Universidade de Adelaide, da Universidade Monash e do Serviço Geológico da Austrália Ocidental, sugere que sim.
Amostramos lava de 3,1 bilhões de anos do Grupo Hundo, uma parte do Pilbara que preserva um tipo de crosta antiga praticamente ausente do registro rochoso. A maior parte do que sobrevive vem dos primeiros 2 bilhões de anos da Terra Crosta espessa e rica em granitoMas a lava Hondo repousa sobre algo raro: a fina crosta que podemos ver Apenas alguns sites em todo o mundo.
Então, o que essas lavas nos dizem? Quimicamente, eles são primos próximos das lavas que hoje irrompem de vulcões em zonas de subducção, por ex. Anel de Fogo do Pacífico.
Entre eles estão os exemplos mais antigos e difundidos no mundo de uma lava rara e rica em água chamada boninita, que hoje entra em erupção quase exclusivamente nesses locais. Medimos a química destas rochas e utilizámo-la, quase como uma impressão digital, para rastrear cada lava até à fonte do manto a partir da qual derreteu.
Adicionar água ao manto rochoso age como o sal nas estradas geladas: o sal reduz a temperatura de derretimento do gelo, de modo que o gelo pode se transformar em lama mesmo em dias frios. A água faz o mesmo com o manto – ao diminuir seu ponto de fusão, ela cria um derretimento que sobe e explode. É por isso que as cadeias vulcânicas, chamadas arcos vulcânicos, marcam as linhas onde as placas afundam.
Como a água baixou?
A partir da química, descobrimos quanta água o manto tinha de conter para produzir estas lavas, e a resposta foi surpreendente: há 3,1 mil milhões de anos, o manto abaixo deste antigo canto da Austrália continha tanta água como o manto abaixo dos atuais vulcões em arco.
É aqui que as coisas ficam confusas. Hoje, a crosta do planeta está dividida em placas rígidas que podem Deslize e afunde um no outropuxando água com eles e devolvendo-a para o interior.
Mas numa Terra mais jovem e mais quente, a crosta era demasiado mole para que as placas se comportassem desta forma. Então, como a água desceu?
Nossa resposta é um processo que chamamos de “dripredução”. Em vez de uma placa rígida subduzindo de forma limpa e contínua em profundidade, uma seção inteira de crosta macia e contendo água é brevemente erupcionada localmente e colocada no manto. Esta é uma versão melhorada de subducção em tempo parcial. A gotejamento puxa a água da superfície para baixo, alimentando o derretimento para formar vulcões.
Eric Vandenberg, CC POR-ND
Precisamos de provas
O ciclo de águas profundas é muito mais antigo do que o equipamento que pensávamos ser necessário. A Terra já está reciclando a água superficial e criando vulcões semelhantes a arcos há mais de 3 bilhões de anos. Muito antes de as placas tectônicas estarem em ação.
A ideia de que a crosta pode se estabelecer desta forma não é inteiramente nova. Existe uma simulação de computador de uma Terra primitiva e quente produziu resultados semelhantes Em nossa história de gotejamento. Estas rochas fornecem o que estava faltando – evidências de que isso aconteceu.
Para testar isso ainda mais, podemos procurar outros fragmentos dessa crosta primitiva e procurar a mesma impressão digital química.
Embora caótica, muito antes de a Terra se instalar no transportador constante das placas tectónicas, já tinha encontrado uma forma de gerir o seu orçamento hídrico. Estas rochas, queimadas ao sol de Pilbara, guardam a memória de um planeta que começa a reciclar os seus oceanos.
