Um novo estudo utiliza zircões detríticos para revelar os antigos processos geológicos que moldaram a Terra, desde a reciclagem da crosta ao manto até à formação de supercontinentes. A pesquisa foi liderada pelo Dr. Wang Rui e seus alunos de doutorado Wu Shaochen (Escola de Ciências da Terra, Universidade de Geociências da China, Pequim), Dr. Roberto Weinberg e Dr. Peter Cawood (Universidade Monash) e Dr. William Collins (Universidade Curtin).
O zircão, um mineral quase tão antigo quanto a própria Terra, é um registrador do tempo e uma janela química para muitos fenômenos geológicos, como os estados de oxidação. Ao determinar os níveis de oxidação do magma a partir do qual estes zircões detríticos foram formados, os cientistas foram capazes de inferir quando o ciclo crosta-manto, o intemperismo e os ciclos supercontinentais começaram. Fonte: China Science Press
O zircão é um mineral quase tão antigo quanto a própria Terra que cristaliza quando o magma (rocha derretida) esfria e pode ser encontrado em pequenas quantidades em rochas ígneas. A formação do magma forma as montanhas da Terra. Através das interações com a água e a atmosfera, as montanhas se decompõem em sedimentos.
O zircão é forte e estável, resistente às intempéries e à erosão, e raramente se perde na história, por isso é este mineral nos sedimentos (o chamado "zircão detrítico") que fornece mais informações sobre o passado da Terra. O zircão, rico em urânio (determinação U-Pb), é um registrador do tempo e uma janela química para muitos fenômenos geológicos, como os estados de oxidação.
A equipe de pesquisa usou um novo método de Loucks et al. (2020) para determinar o estado de oxidação de magmas de granito, que utiliza as proporções de Ce, U e Ti em zircões para rastrear mudanças no estado de oxidação do magma crustal ao longo da história da Terra. O método de cálculo não requer conhecimento das cargas iônicas, nem requer determinação da temperatura de cristalização, pressão ou composição do fundido original.
"Os métodos anteriores incluíam manômetros de oxigênio Ce/Ce* e Eu/Eu*, mas cada método tem limitações relacionadas à temperatura, pressão, mudanças na composição química da rocha hospedeira ou à precisão dos elementos REE necessários para medir anomalias Ce/Ce* e Eu/Eu*." disse Bob Loucks, da Austrália Ocidental.
Este oxidante melhorado permite uma avaliação mais confiável das mudanças no estado de oxidação, que agora podem ser interpretadas em termos de mudanças na tectônica global ao longo do tempo. Ao determinar os níveis de oxidação do magma a partir do qual estes zircões detríticos foram formados, os cientistas foram capazes de inferir quando o ciclo crosta-manto, o intemperismo e os ciclos supercontinentais começaram.
O ponto chave é que as rochas localizadas na superfície da Terra podem ser trazidas de volta para as profundezas do manto (centenas a milhares de quilómetros abaixo da superfície). Os nossos dados mostram que este fenómeno não está a acontecer apenas hoje, mas pode já ocorrer há milhares de milhões de anos. Observando os zircões desde a Terra primitiva, há 3 mil milhões de anos, até aos zircões formados hoje, descobrimos o estado redox do magma quando se formaram.
O estado de oxidação (expresso como ΔFMQ) dos zircões detríticos aumentou aproximadamente 3,5 bilhões de anos atrás e posteriormente atingiu a média de ΔFMQ> 0 nos últimos 3 bilhões de anos, sugerindo que a litosfera oceânica foi reciclada de volta ao manto na zona de subducção final. O estudo 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, os investigadores também descobriram uma natureza cíclica do padrão redox: a cada 600 milhões de anos ou mais, os continentes unem-se para formar supercontinentes como Gondwana, Rodinia, Nura e Suberia.
Compilado de: ScitechDaily