As placas tectônicas da Terra passaram por uma grande mudança recentemente

Ferrugem-9D/iStock

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Numa revelação surpreendente, os cientistas sugerem que as placas tectónicas da Terra podem ter funcionado de forma muito diferente no passado distante, de acordo com um estudo publicado ontem (27 de Julho) na Nature.

As novas descobertas desafiam a crença tradicional de que a convecção do manto começou logo após a formação da Terra, há 4,5 mil milhões de anos, ocorrendo em todo o manto.

Em vez disso, o estudo argumenta que as placas tectônicas estavam confinadas ao manto superior no início da história da Terra.

Além do mais, suponha que esta estratificação fosse verdadeira, nesse caso, o manto inferior pode abrigar material primordial imperturbado, oferecendo insights sobre a composição original da Terra e uma fonte potencial de voláteis essenciais necessários para o desenvolvimento da vida.

As placas tectônicas tratam do movimento e da interação das placas tectônicas na superfície da Terra. Eles são a razão por trás de todos os terremotos, vulcões e construção de montanhas (para citar alguns).

Estas placas fazem parte da crosta terrestre e o seu movimento lento é impulsionado pelas correntes de convecção no manto – a camada abaixo da crosta. Para relembrar, aqui está uma imagem da estrutura interna da Terra:

Srimadhav/Wikimedia Commons

De acordo com o entendimento tradicional, a convecção do manto está em curso desde a formação da Terra, há 4,5 mil milhões de anos, e tem funcionado como uma camada única.

No entanto, um novo estudo argumenta agora que este “cenário de camada única” é uma característica relativamente recente da história geológica da Terra.

“Os nossos novos resultados sugerem que durante a maior parte da história da Terra, a convecção no manto foi estratificada em duas camadas distintas, nomeadamente regiões do manto superior e inferior que estavam isoladas uma da outra”, explicou o autor principal, Zhengbin Deng, da Universidade de Copenhaga, num estudo declaração.

Os autores acreditam que a estratificação teria ocorrido a cerca de 660 quilómetros (km) abaixo da superfície da Terra, onde certos minerais passam por uma transição de fase.

“Nossas descobertas indicam que, no passado, a reciclagem e a mistura de placas subduzidas no manto estavam restritas ao manto superior, onde há forte convecção”, acrescentou o co-autor, professor associado Martin Schiller.

“Isso é muito diferente de como pensamos que as placas tectônicas funcionam hoje, onde as placas em subducção afundam para o manto inferior”.

Os investigadores desenvolveram um novo método para analisar a composição isotópica do titânio nas rochas, permitindo-lhes estudar rochas do manto que datam de 3,8 mil milhões de anos, até lavas modernas na Austrália.

Os isótopos de titânio são particularmente úteis porque mudam quando a crosta terrestre se forma. Isso ajuda os cientistas a rastrear como o material da superfície é reciclado no manto ao longo do tempo.

As descobertas do estudo também têm implicações intrigantes para a existência de um “manto primordial” – um reservatório de material do manto preservado desde a formação inicial da Terra.

Se a reciclagem e a mistura das placas tectônicas fossem limitadas ao manto superior, o manto inferior poderia conter material primordial imperturbado.

“Nossos novos dados de isótopos de titânio nos permitem identificar de forma robusta quais vulcões modernos e profundos amostram o manto primordial da Terra”, destacou o professor co-autor Martin Bizzarro.

“Isto é emocionante porque fornece uma janela de tempo para a composição original do nosso planeta, possivelmente permitindo-nos identificar a fonte dos voláteis da Terra que foram essenciais para o desenvolvimento da vida.”

Embora seja necessária mais investigação para compreender plenamente as implicações destas descobertas, o estudo representa um passo significativo na compreensão do passado geológico e das características únicas da Terra.

O estudo completo foi publicado na Nature no dia 27 de julho e pode ser encontrado aqui.

Resumo do estudo:

O manto terrestre tem uma estrutura de duas camadas, com os domínios do manto superior e inferior separados por uma descontinuidade sísmica a cerca de 660 km (refs. 1,2). A extensão da transferência de massa entre estes domínios do manto ao longo da história da Terra é, no entanto, pouco compreendida. A extração da crosta continental resulta em fracionamento isotópico estável ao Ti, produzindo resíduos de fusão isotopicamente leves . A reciclagem desses componentes no manto pode transmitir variabilidade isotópica de Ti que é rastreável em tempo profundo. Relatamos proporções 49Ti/47Ti de ultra-alta precisão para condritos, antigas lavas derivadas do manto terrestre variando de 3,8 a 2,0 bilhões de anos atrás (Ga) e modernos basaltos de ilhas oceânicas (OIBs). Nossa nova estimativa de terra de silicato de Ti (BSE) baseada em condritos é 0,052 ± 0,006‰ mais pesada do que o manto superior moderno amostrado por basaltos normais da dorsal meso-oceânica (N-MORBs). A proporção 49Ti/47Ti do manto superior da Terra era condrítica antes de 3,5 Ga e evoluiu para uma composição semelhante a N-MORB entre aproximadamente 3,5 e 2,7 Ga, estabelecendo que mais crosta continental foi extraída durante esta época. O deslocamento de +0,052 ± 0,006‰ entre BSE e N-MORBs requer que <30% do manto terrestre seja equilibrado com material crustal reciclado, implicando troca de massa limitada entre o manto superior e inferior e, portanto, preservação de um reservatório primordial do manto inferior para a maior parte da história geológica da Terra. Os OIBs modernos registram proporções variáveis ​​de 49Ti/47Ti, variando de composições condríticas a N-MORBs, indicando a ruptura contínua do manto primordial da Terra. Assim, as placas tectônicas de estilo moderno com alta transferência de massa entre o manto superior e inferior representam apenas uma característica recente da história da Terra.