Rocha dolomítica porosa com cavidades que seria ideal para utilização geotérmica. Crédito: RUB, Marquard
As rochas passam por transformações ao longo de milhões de anos, mas ainda contêm informações valiosas sobre o clima durante sua formação.
Fluidos que circulam no subsolo alteram gradualmente as rochas ao longo do tempo. Esses processos devem ser considerados ao usar rochas como arquivos climáticos. O Dr. Mathias Müller do grupo de pesquisa Sediment and Isotope Geology da Ruhr University Bochum, Alemanha, junto com colegas internacionais, detalhou quais informações climáticas permanecem preservadas em calcários de 380 milhões de anos de Hagen-Hohenlimburg.
Além disso, suas análises permitem que ele tire conclusões sobre o quão adequada a rocha é hoje para uso geotérmico profundo. Os resultados de sua pesquisa foram publicados no periódico Geoquímica e Cosmoquímica Acta em 1º de julho de 2024.
Vista de um lado da pedreira de Steltenberg: As rochas de cores diferentes são produtos de processos diagenéticos subterrâneos, que alteraram o calcário original. Crédito: RUB, Marquard
Arquivo climático na rocha
Para obter uma melhor compreensão do clima atual, pode ajudar olhar para o passado. Os pesquisadores usam os chamados proxies para esse propósito: indicadores indiretos do clima em arquivos naturais, como núcleos de gelo, anéis de árvores ou gotejadores. “Se quisermos aprender algo sobre o clima de vários milhões ou até bilhões de anos atrás, examinamos rochas sedimentares que podem até ter armazenado a temperatura da água do mar de centenas de milhões de anos atrás”, explica Mathias Müller.
Fósseis de corais e braquiópodes no calcário acinzentado de Massenkalk que foram parcialmente diageneticamente transformados em rocha dolomítica marrom-clara ao longo de uma fissura vertical. Crédito: Mathias Müller
Uma coisa que pode tornar esse tipo de pesquisa climática de longo alcance consideravelmente mais difícil é a mudança subsequente nas assinaturas climáticas armazenadas nessas rochas. Esse processo é chamado de diagênese. Ele começa logo após a deposição de sedimentos na água do mar e pode continuar até hoje. “Rochas muito antigas geralmente são enterradas a profundidades de vários quilômetros”, diz Mathias Müller. “Mudanças nas informações climáticas são então causadas por fluidos quentes circulando em profundidade.” Onde eles podem penetrar na rocha, eles geralmente levam à recristalização ou ao novo crescimento mineral na rocha. Além disso, quando as rochas são levantadas das profundezas para a superfície da Terra, elas são afetadas pelo clima. Essa chamada diagênese meteórica também pode impactar informações climáticas antigas ou torná-las completamente inúteis.
Do mar raso às montanhas
Junto com uma equipe de pesquisa internacional, Mathias Müller reconstruiu em detalhes quais informações climáticas do mar raso durante o período Devoniano ainda estão armazenadas na rocha na área de Hagen-Hohenlimburg e por quais processos e sob quais condições elas foram alteradas desde então. Os pesquisadores analisaram inúmeras amostras de rochas coletadas sistematicamente da pedreira de Steltenberg usando métodos petrográficos e geoquímicos.
“Ficamos surpresos que as mudanças na rocha nos permitiram identificar um grande número de eventos geológicos significativos, como a abertura do Atlântico Norte no jurássico e o início da dobragem e subsequente elevação dos Alpes a centenas de quilómetros de distância desde o final do Cretáceo período”, lista Mathias Müller. Ele considera a datação radiométrica de urânio-chumbo como a chave para a classificação cronológica dos chamados eventos de sobreimpressão armazenados na rocha. “Ficamos particularmente satisfeitos em descobrir durante nossa pesquisa que informações climáticas do período Devoniano ainda podem ser encontradas mesmo em rochas fortemente sobreimpressas”, enfatiza o pesquisador.
Mathias Müller analisa as mudanças que as rochas sofreram ao longo de milhões de anos. Crédito: RUB, Marquard
Da pesquisa climática à energia geotérmica
As descobertas do estudo também são de interesse quando se trata da exploração de rochas para energia geotérmica profunda, o que pode ser um fator contribuinte para a transição energética. Prever quais condições serão encontradas em quais áreas do subsolo tem sido um grande desafio para os pesquisadores até o momento. “Particularmente em rochas carbonáticas, a sobreimpressão diagenética pode levar a fenômenos de precipitação e dissolução na rocha, o que pode ter um efeito dramático na viabilidade potencial da energia geotérmica”, diz Mathias Müller.
Os resultados do estudo atual permitem conclusões otimistas provisórias de que alguns dos processos caracterizados no subsolo mais profundo podem ter aumentado a usabilidade da energia geotérmica. Junto com pesquisadores do Fraunhofer Research Institution for Energy Infrastructures and Geothermal Energy IEG e do Geological Survey of North Rhine-Westphalia, Mathias Müller atualmente visa descobrir quais implicações as descobertas da superfície da Terra têm para a aplicabilidade da energia geotérmica em profundidade.
