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Queda de corpos extraterrestres pode ter levado ao surgimento de placas tectônicas

Novo estudo sugere que colisões violentas durante o Arqueano podem explicar o surgimento da tectônica na Terra

Península de Iucatã, no México, local da Cratera de Chicxulub. Foto: NASA/ESA

Quando e de que forma a superfície da Terra passou de uma massa quente e primitiva para um planeta rochoso recoberto por placas tectônicas ainda é um grande mistério no campo das ciências geológicas. Um novo estudo publicado na revista Geology, porém, sugere que essa transição pode ter sido desencadeada por impactos extraterrestres.

“Tendemos a pensar que a Terra é um sistema isolado, onde apenas os processos internos são importantes”, diz Craig O’Neill, diretor do Centro de Pesquisa Planetária da Universidade Macquarie, na Austrália. “Cada vez mais, porém, estamos observando o efeito da dinâmica do Sistema Solar no comportamento da Terra.”

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Simulações e comparações com estudos de impactos lunares revelaram que, após a acreção da Terra, há cerca de 4,6 bilhões de anos, os impactos devastadores no nosso planeta continuaram a moldá-lo por centenas de milhões de anos. Embora esses eventos pareçam ter diminuído ao longo do tempo, camadas de partículas derivadas de rochas vaporizadas durante impactos extraterrestres encontradas na África do Sul e na Austrália sugerem que a Terra passou por um período de intensos impactos há cerca de 3,2 bilhões de anos, aproximadamente na mesma época que as primeiras indicações de placas tectônicas surgiram. 

Essa coincidência fez com que O’Neill e os co-autores Simone Marchi, William Bottke e Roger Fu se perguntassem se essas circunstâncias poderiam estar relacionadas. “Os estudos de modelagem da Terra primitiva sugerem que impactos muito grandes —  com mais de 300 km de diâmetro — podem gerar uma anomalia térmica significativa no manto terrestre”, diz O’Neill. Isso parece ter alterado a flutuabilidade do manto o suficiente para criar afloramentos que, de acordo com O’Neill, “poderiam ter levado diretamente às placas tectônicas”.

Mas evidências esparsas encontradas sobre o Arqueano —  período que durou de 4 a 2,5 bilhões de anos atrás — sugerem que impactos menores, com menos de 100 km de diâmetro, ocorreram durante esse intervalo. Para determinar se essas colisões menores ainda seriam  grandes e frequentes o suficiente para dar início à tectônica global, os pesquisadores usaram de técnicas para expandir o registro de impactos durante o Arqueano Médio, e depois fizeram simulações numéricas para modelar os efeitos térmicos desses impactos no manto da Terra.

Os resultados indicam que, durante o Arqueano Médio, impactos de 100 quilômetros de largura (cerca de 30 km a mais do que na cratera Chicxulub, no México, que é muito mais jovem) seriam capazes de enfraquecer a camada mais rígida e externa da Terra. O’Neill diz que isso poderia ter atuado como um gatilho para processos tectônicos, especialmente se o exterior da Terra já estivesse “preparado” para a subducção.

“Se a litosfera tivesse a mesma espessura em todos os lugares, esses impactos teriam pouco efeito”, afirma O’Neill. Mas, durante o Arqueano Médio, ele diz, o planeta esfriou o suficiente para que o manto engrosse em alguns pontos e afinasse em outros. A modelagem mostrou que, se um impacto acontecesse em uma área em que essas diferenças existissem, isso criaria um ponto de fraqueza em um sistema que já tinha um grande contraste na flutuabilidade —  acionando assim os processos tectônicos modernos.

“Nosso trabalho mostra que existe um vínculo físico entre a história de impacto e a resposta tectônica na época em que foi sugerido o início da tectônica de placas”, diz O’Neill. “Processos hoje bastante marginais — como impactos extraterrestres ou, em menor grau, vulcanismo —  impulsionaram ativamente os sistemas tectônicos na Terra antiga”, diz ele. “Examinando as implicações desses processos, podemos começar a entender como a Terra habitável e moderna surgiu.”

Sociedade Geológica dos Estados Unidos