Um estudo recente realizado pelo cientista terrestre da Universidade Macquarie, Dr. Chunfei Chen, lança uma nova luz sobre os processos geológicos até três mil milhões de anos atrás e representa uma grande mudança na compreensão da comunidade científica sobre a Terra primitiva.
Publicado recentemente na revista naturezaA pesquisa explora os efeitos transformadores do resfriamento gradual da Terra no ciclo profundo de carbono e cloro entre a superfície da Terra e seu interior.
“O arrefecimento da Terra causou mudanças massivas nos ciclos profundos do carbono e do cloro”, diz o Dr.
“Hoje, o cloro geralmente retorna à superfície na forma de gases vulcânicos, enquanto a maior parte do carbono fica preso como carbonatos sólidos em profundidades de centenas de quilômetros; mas até a Terra atingir cerca de dois terços de sua idade atual, a situação era exatamente oposta. .
O magma dominou a superfície da Terra no período inicial após a formação do planeta, mas à medida que o planeta arrefeceu gradualmente, camadas de crosta com cerca de 100 km de espessura formaram-se na superfície, deslizando sobre o manto sob o processo de placas tectónicas.
Quando as placas tectônicas oceânicas mergulham de volta no manto nas zonas de subducção, os sedimentos nas bacias suboceânicas também podem ter sido empurrados para o manto.
Os cientistas que estudam o destino destes sedimentos em experiências de fusão a alta pressão já processaram, em média, todos os sedimentos oceânicos, nos quais o carbono é apenas um componente secundário.
No entanto, a maior parte do carbono acumula-se em depósitos carbonáticos – exemplos familiares de grandes áreas de depósitos carbonáticos à superfície incluem as Falésias Brancas de Dover ou as Dolomitas em Itália – e estes podem comportar-se de forma diferente das pequenas frações de carbono.
A equipe do Dr. Chen usou experimentos de alta pressão para simular a subducção de calcário e giz, e descobriu que qualquer sujeira no calcário se dissolve primeiro, resultando em derretimento de silicato, enquanto os carbonatos são empurrados mais profundamente para a forma sólida e podem avançar mais profundamente no manto. .
A equipe de pesquisa também testou condições que imitavam períodos anteriores mais quentes da longa história da Terra e descobriu que o calcário derreteu, mas os sais não foram dissolvidos no derretimento de carbonato que o produziu e, em vez disso, foram empurrados mais profundamente para o manto, e não trazidos. de volta à superfície. Como são hoje.
“Foi fascinante ver como o sal e as impurezas foram completamente separados do carbonato”, diz o segundo autor do estudo, Dr. Michael Forster, que analisou as amostras na Universidade de Harvard. Universidade Nacional Australiana.
Forster diz que a equipe fez um grande avanço quando o microscópio eletrônico ampliou e analisou os pequenos estágios experimentais, mostrando uma série de vidro temperado e sal ao lado de cristais de calcita limpos.
Quando viram isso, Chunfei respondeu com entusiasmo: “Legal, interessante, isso significa que as zonas de subducção devem funcionar como um filtro gigante usado para permitir que o sal penetre nas profundezas da Terra!”
Esta pesquisa faz parte de um projeto maior que traça os ciclos profundos do carbono, nitrogênio e cloro na história evolutiva da Terra, liderado pelo ilustre professor Stephen Foley, da Escola de Ciências Naturais da Universidade Macquarie.
“A troca de elementos voláteis como carbono, cloro e nitrogênio entre o manto profundo da Terra e a superfície é fundamental para a evolução do clima, dos oceanos e de toda a vida na Terra”, diz o professor Foley.
“Esta importante investigação é a primeira a ter em conta a subducção de enormes áreas de depósitos carbonáticos, em vez de rochas sedimentares intermédias – embora seja mais realista que enormes blocos de carbonato estejam envolvidos nas placas tectónicas”, diz ele.
“É possível que estas mudanças no comportamento do cloro e do carbono ao longo do tempo tenham influenciado a salinidade da água do mar em diferentes momentos da história da Terra e tenham tido um impacto na evolução da vida na Terra.”
Ele acrescenta que esta investigação levará a uma perspectiva mais abrangente sobre a evolução do nosso planeta e a sua interação precisa com o desenvolvimento da vida, e poderá ajudar-nos a compreender as condições em planetas fora do nosso próprio planeta, como o nosso. Marte.
Referência: “Crosta rica em carbono impulsiona ciclos profundos de carbono-cloro” por Chunfei Chen, Michael W. Forster, Stephen F. Foley e Svyatoslav S. Shika, 9 de agosto de 2023, natureza.
doi: 10.1038/s41586-023-06211-4
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