Pedaço mais antigo da crusta terrestre encerra pistas sobre o aparecimento dos primeiros oceanos

Cristal de zircão com 4,4 mil milhões de anos de idade encontrado há 15 anos, em Jack Hills, a cerca de 800 quilómetros a norte de Perth, na Austrália.
Crédito: John Valley/University of Wisconsin-Madison.

Cientistas dataram um minúsculo pedaço de zircão proveniente de uma região remota da Austrália Ocidental, e confirmaram que se trata do mais antigo fragmento de crusta terrestre até hoje descoberto. Com uma idade aproximada de 4,37 mil milhões de anos, o pequeno cristal revela que a Terra começou a formar uma crusta sólida em pleno Éon Hadeano, apenas 160 milhões de anos após a formação do Sistema Solar!

“Isto confirma a nossa visão de como a Terra arrefeceu e tornou-se habitável”, afirmou John Valley, investigador da Universidade de Wisconsin-Madison, nos EUA, e primeiro autor do artigo onde foram divulgados no início da semana estes resultados. “[O cristal] é 300 milhões de anos mais velho que as amostras mais antigas previamente datadas, e apenas 100 milhões de anos posterior ao oceano de magma. Isto foi quando a Terra começou a formar uma crusta protocontinental, que é quimicamente diferente do manto. A evidência química dos zircões corresponde de forma satisfatória àquilo que nós chamamos de composição intermédia… a meio caminho entre o granito e o basalto.”

Escala de tempo mostrando alguns dos principais eventos da história do nosso planeta. A formação do zircão de Jack Hills ocorreu em pleno Hadeano, pouco depois do nascimento da Lua.
Crédito: Andree Valley.

A equipa liderada por Valley tinha já datado anteriormente o pequeno cristal de zircão, usando o método de datação radiométrica urânio-chumbo. O urânio (U) decai para chumbo (Pb) a uma taxa conhecida, pelo que é possível determinar a idade de uma amostra medindo a razão U/Pb. Preocupações relativas à precisão deste método levaram, no entanto, os investigadores a confirmarem os resultados recorrendo a uma nova técnica.

Denominada tomografia de sonda atómica, esta técnica permite verificar se o fraccionamento de átomos observado na estrutura cristalina do zircão afecta de forma significativa a precisão da datação. O zircão tende a concentrar átomos de U em locais específicos, e a segregar os átomos de Pb formados por decaimento do U para outros pontos do cristal. Este fenómeno resulta da diferença de tamanhos existente entre os átomos dos dois elementos. “Se isto acontecer, os locais donde o Pb foi removido vão parecer mais jovens do que são na realidade, enquanto que os locais para onde o Pb migrou vão parecer mais velhos”, disse Valley.

Usando a tomografia de sonda atómica, os investigadores verificaram que o fraccionamento de átomos na estrutura do zircão não afecta a razão U/Pb, pelo que este fenómeno não põe em causa a validade do método de datação usado. “Capturámos ambos os domínios enriquecidos e empobrecidos em Pb, pelo que a razão que medimos resulta de uma média”, afirmou Valley. “Estamos a obter a razão real entre o U original e o Pb resultante do decaimento, e por conseguinte a verdadeira idade [do cristal].”

Estes resultados sugerem que, há 4,4 mil milhões de anos, a temperatura da superfície terrestre seria suficientemente baixa para permitir a existência de oceanos de água líquida. “A Terra foi criada a partir de uma diversidade de materiais provenientes do Sistema Solar”, explica Valley. Na sua infância, o nosso planeta sofreu um intenso bombardeado por asteróides e planetas embrionários, incluindo uma violenta colisão com um objecto do tamanho de Marte, há cerca de 4,5 mil milhões de anos. Este evento catastrófico terá levado à formação da Lua e terá deixado na superfície da jovem Terra um oceano incandescente de magma.

Valley e colegas sugerem que o nascimento da Lua terá homogeneizado os materiais com que foi formado o nosso planeta. A equipa encontrou evidências desta homogeneização na razão dos isótopos de oxigénio medidos no cristal de zircão. “As nossas amostras formaram-se após o arrefecimento do oceano de magma, o que prova que estes acontecimentos foram muito precoces. (…) O estudo reforça a nossa conclusão que a Terra teria uma hidrosfera há mais de 4,3 mil milhões de anos.”

Este trabalho foi publicado na revista Nature Geoscience, e pode ser consultado aqui.