Meio ambiente

Revelações atmosféricas: nova pesquisa revela a antiga “respiração” da Terra

Santiago Ferreira

Pequenas inclusões minerais retratam pela primeira vez o oxigênio acumulado na atmosfera e alterando a composição do manto. Crédito: Hugo Moreira/Nature Geoscience

Os investigadores identificaram uma ligação entre as antigas mudanças atmosféricas e a química do manto da Terra, lançando luz sobre a evolução do planeta.

Uma equipa internacional de cientistas descobriu uma ligação importante entre a atmosfera primitiva da Terra e a química do seu manto profundo.

Liderado por pesquisadores do Universidade de Portsmouth e a Universidade de Montpellier, o estudo lança uma nova luz sobre a evolução da vida no nosso planeta e o aumento do oxigénio atmosférico.

Explorando o Grande Evento de Oxidação

A equipe investigou magmas formados em antigas zonas de subducção, onde porções da crosta terrestre afundam de volta no manto, a partir de um momento crucial na história da Terra – o Grande Evento de Oxidação (GOE). Este evento, que se estima ter acontecido entre 2,1 e 2,4 mil milhões de anos atrás, foi um período de tempo em que os níveis de oxigénio na atmosfera da Terra aumentaram rapidamente e transformaram a vida e os ambientes na Terra.

No entanto, tem havido pouca investigação sobre como as mudanças atmosféricas deixaram a sua marca no manto da Terra.

Condições atmosféricas do gráfico Sulfer

Gráfico mostrando mudanças nas condições atmosféricas. Crédito: Dr. Hugo Moreira

Processos Tectônicos e Manto Terrestre

O novo estudo, publicado na revista Geociências da Natureza, examinou o papel das placas tectônicas – o processo pelo qual a camada externa do nosso planeta se move e remodela sua superfície – no ciclo e na troca de elementos entre a atmosfera, a superfície da Terra e o manto profundo. Até agora, métodos confiáveis ​​para compreender essas interações eram ilusórios.

Ao estudar magmas anteriores e posteriores ao GOE, a equipe descobriu uma mudança de magmas reduzidos para magmas mais oxidados. Isto foi o resultado da subducção profunda de sedimentos oxidados das montanhas transformados em sedimentos durante o intemperismo e a erosão que foram então reciclados para o manto através de processos de subducção – revelando como a reciclagem de sedimentos proporcionou acesso atmosférico ao manto.

Inclusões reduzidas de apatita

Inclusões reduzidas de apatita. Crédito: Dr. Hugo Moreira

Significado da descoberta

Esta descoberta implica que estes ‘cheiros’ de oxigénio podem ter alterado o manto, contribuindo para o aumento da oxidação do magma cálcio-alcalino, alterando a composição da crosta continental e levando à formação de depósitos de minério na Terra.

O autor principal, Dr. Hugo Moreira, da Universidade de Montpellier e pesquisador visitante da Universidade de Portsmouth, disse: “Com essas descobertas, nossa compreensão da antiga ‘respiração’ da Terra deu um salto significativo. Não só fornece informações cruciais sobre a evolução geológica da Terra, mas também esclarece como as profundezas da Terra e o seu manto estão intimamente ligados às mudanças atmosféricas. Ele nos fornece uma melhor compreensão da relação entre os reservatórios externos e internos da Terra.

“Além disso, levanta questões fascinantes sobre o papel que o oxigénio desempenhou na formação da história do nosso planeta e as condições que abriram o caminho para a vida tal como a conhecemos.”

Inclusões de apatita oxidada

Inclusões de apatita oxidada. Crédito: Dr. Hugo Moreira

Metodologia de Pesquisa

A equipe de pesquisa usou a linha de luz ID21 na Instalação Europeia de Radiação Síncrotron, na França, para analisar o estado de enxofre em minerais encontrados em cristais de zircão de dois bilhões de anos do Cinturão Mineiro, no Brasil, que atuaram como cápsulas do tempo, preservando sua composição original. . Eles descobriram que os minerais dos magmas que cristalizaram antes do GOE tinham um estado de enxofre reduzido. Porém, após o GOE, estes ficaram mais oxidados.

Instalação Europeia de Radiação Síncrotron

A Instalação Europeia de Radiação Síncrotron. Crédito: Instalação Europeia de Radiação Síncrotron

Conclusão

Dr. Moreira disse: “A fugacidade do oxigênio do manto, em termos simples, é uma medida da capacidade do oxigênio de conduzir reações químicas em magmas e é fundamental para a compreensão da atividade vulcânica e da formação de minério. No entanto, no passado, não tínhamos uma forma fiável de rastrear alterações neste parâmetro em partes antigas da história da Terra – até agora.

“Ele fornece uma ferramenta poderosa para compreender a relação entre os reservatórios externos e internos da Terra. A especiação do enxofre e a fugacidade do magma são parâmetros dinâmicos que podem mudar ao longo da jornada do magma, desde a formação até a cristalização. Embora nosso estudo tenha considerado fatores como pressão e temperatura, mais análises são necessárias para traçar o ‘caminho de fugacidade’ completo desde a geração do magma até a cristalização final.”

O co-autor, Professor Craig Storey, Professor de Geologia na Universidade de Portsmouth, disse: “Nosso estudo abre novos e emocionantes caminhos de pesquisa, oferecendo uma compreensão mais profunda do passado antigo da Terra e sua profunda conexão com o desenvolvimento de nossa atmosfera. Desafia-nos a ponderar questões sobre a evolução dos tipos de magma ao longo do tempo e a intrincada interação entre as placas tectónicas e os ciclos atmosféricos.”

Moreira acrescentou: “À medida que continuamos a investigar os mistérios da história geológica da Terra, uma coisa é certa – há muito mais para descobrir abaixo da superfície.”

Para obter mais informações sobre esta pesquisa, consulte Decodificando os Antigos Mistérios Atmosféricos da Terra.

O estudo envolveu pesquisadores da Universidade de Portsmouth, das Universidades de Brest, Montpellier e da Universidade de Sorbonne, (França), da Universidade Federal de Ouro Preto e da Universidade de São Paulo (Brasil) e do European Synchrotron Radiation Facility.

Santiago Ferreira é o diretor do portal Naturlink e um ardente defensor do ambiente e da conservação da natureza. Com formação académica na área das Ciências Ambientais, Santiago tem dedicado a maior parte da sua carreira profissional à pesquisa e educação ambiental. O seu profundo conhecimento e paixão pelo ambiente levaram-no a assumir a liderança do Naturlink, onde tem sido fundamental na direção da equipa de especialistas, na seleção do conteúdo apresentado e na construção de pontes entre a comunidade online e o mundo natural.

Santiago