Uma nova descoberta desafia a crença tradicional de que a tectônica de placas é essencial para a origem da vida. Um estudo da Universidade de Rochester, usando cristais de zircônio, revelou que a tectônica de placas estava inativa durante o período em que a vida surgiu na Terra. Em vez disso, um mecanismo chamado de "tampa estagnada" estava em operação, liberando calor por meio de rachaduras na superfície. Essa descoberta pode reformular nossa compreensão das condições necessárias para a vida em outros planetas.

Os cientistas embarcaram em uma jornada no tempo para desvendar os mistérios da história inicial da Terra, utilizando pequenos cristais minerais chamados zircônios para estudar a tectônica de placas bilhões de anos atrás. A pesquisa lança luz sobre as condições que existiam na Terra primitiva, revelando uma interação complexa entre a crosta terrestre, o núcleo e o surgimento da vida.

A tectônica de placas permite que o calor do interior da Terra escape para a superfície, formando continentes e outras características geológicas necessárias para o surgimento da vida. Portanto, sempre se assumiu que a tectônica de placas é necessária para a vida", diz John Tarduno, professor do Departamento de Ciências da Terra e do Meio Ambiente da Universidade de Rochester. Mas as novas pesquisas colocam essa suposição em dúvida.

Tarduno, autor principal de um artigo publicado na revista Nature, examinou a tectônica de placas em um período de 3,9 bilhões de anos atrás, quando os cientistas acreditam que os primeiros vestígios de vida surgiram na Terra. A equipe de pesquisadores descobriu que a tectônica de placas móveis não estava ocorrendo nesse período. Em vez disso, eles descobriram que a Terra estava liberando calor através de um mecanismo conhecido como regime de "tampa estagnada". Os resultados indicam que, embora a tectônica de placas seja fundamental para sustentar a vida na Terra, não é um requisito para a origem da vida em um planeta semelhante à Terra.

"Descobrimos que não havia tectônica de placas quando se pensa que a vida teve origem, e que não houve tectônica de placas por centenas de milhões de anos depois disso", diz Tarduno. "Nossos dados sugerem que, ao procurarmos exoplanetas que abrigam vida, os planetas não necessariamente precisam ter tectônica de placas."

Uma mudança inesperada em um estudo de zircônios

Os pesquisadores não tinham a intenção original de estudar a tectônica de placas.

"Estávamos estudando a magnetização dos zircônios porque estávamos estudando o campo magnético da Terra", diz Tarduno.

Os zircônios são pequenos cristais que contêm partículas magnéticas que podem registrar a magnetização da Terra no momento em que os zircônios foram formados. Ao datar os zircônios, os pesquisadores podem construir uma linha do tempo que traça o desenvolvimento do campo magnético da Terra.

A força e a direção do campo magnético da Terra variam dependendo da latitude. Por exemplo, o campo magnético atual é mais forte nos polos e mais fraco no equador. Com base nas propriedades magnéticas dos zircônios, os cientistas podem inferir as latitudes relativas em que os zircônios se formaram. Ou seja, se a eficiência do geodínamo - o processo de geração do campo magnético - for constante e a intensidade do campo estiver mudando ao longo de um período, as latitudes em que os zircônios se formaram também devem estar mudando.

Mas Tarduno e sua equipe descobriram o oposto: os zircônios estudados na África do Sul indicaram que, durante o período de aproximadamente 3,9 a 3,4 bilhões de anos atrás, a intensidade do campo magnético não mudou, o que significa que as latitudes também não mudaram.

Como a tectônica de placas envolve mudanças nas latitudes de várias massas terrestres, Tarduno diz que "movimentos tectônicos provavelmente não estavam ocorrendo durante esse período e deve ter havido outra maneira de a Terra estar removendo calor."

Reforçando ainda mais seus achados, os pesquisadores encontraram os mesmos padrões nos zircônios estudados na Austrália Ocidental.

"Não estamos dizendo que os zircônios se formaram no mesmo continente, mas parece que eles se formaram na mesma latitude constante, o que fortalece nosso argumento de que não havia movimento tectônico de placas ocorrendo nesse período", diz Tarduno.

Tectônica de tampa estagnada: uma alternativa à tectônica de placas

A Terra é uma máquina térmica, e a tectônica de placas é, em última análise, a liberação de calor da Terra. Mas a tectônica de tampa estagnada - que resulta em rachaduras na superfície da Terra - é outra forma de permitir que o calor escape do interior do planeta para formar continentes e outras características geológicas.

A tectônica de placas envolve o movimento horizontal e a interação de grandes placas na superfície da Terra. Tarduno e seus colegas relatam que, em média, as placas dos últimos 600 milhões de anos se moveram pelo menos 8.500 quilômetros (5280 milhas) em latitude. Em contraste, a tectônica de tampa estagnada descreve como a camada mais externa da Terra se comporta como uma tampa estagnada, sem movimento horizontal ativo das placas. Em vez disso, a camada externa permanece no lugar enquanto o interior do planeta esfria. Grandes plumas de material derretido originadas no interior profundo da Terra podem fazer com que a camada externa se rache. A tectônica de tampa estagnada não é tão eficaz quanto a tectônica de placas na liberação de calor do manto da Terra, mas ainda pode levar à formação de continentes.

"A Terra primitiva não era um planeta onde tudo estava morto na superfície", diz Tarduno. "Coisas ainda estavam acontecendo na superfície da Terra; nossa pesquisa indica que elas simplesmente não estavam acontecendo por meio da tectônica de placas. Tínhamos pelo menos ciclos geoquímicos suficientes fornecidos pelos processos de tampa estagnada para produzir condições adequadas para a origem da vida."

Mantendo um planeta habitável

Embora a Terra seja o único planeta conhecido a experimentar a tectônica de placas, outros planetas, como Vênus, experimentam a tectônica de tampa estagnada, diz Tarduno.

"As pessoas costumavam pensar que a tectônica de tampa estagnada não construiria um planeta habitável por causa do que está acontecendo em Vênus", ele diz. "Vênus não é um lugar muito agradável para se viver: tem uma atmosfera de dióxido de carbono opressiva e nuvens de ácido sulfúrico. Isso ocorre porque o calor não está sendo removido efetivamente da superfície do planeta."

Sem a tectônica de placas, a Terra pode ter enfrentado um destino semelhante. Embora os pesquisadores sugiram que a tectônica de placas possa ter começado na Terra logo após 3,4 bilhões de anos, a comunidade geológica está dividida sobre uma data específica.

"Achamos que a tectônica de placas, a longo prazo, é importante para remover calor, gerar o campo magnético e manter as condições habitáveis em nosso planeta", diz Tarduno. "Mas, no início e um bilhão de anos depois, nossos dados indicam que não precisávamos da tectônica de placas."

Referência: "Hadaean to Palaeoarchaean stagnant-lid tectonics revealed by zircon magnetism" por John A. Tarduno, Rory D. Cottrell, Richard K. Bono, Nicole Rayner, William J. Davis, Tinghong Zhou, Francis Nimmo, Axel Hofmann, Jaganmoy Jodder, Mauricio Ibañez-Mejia, Michael K. Watkeys, Hirokuni Oda e Gautam