Como a descoberta de um cristal de 4,4 bilhões de anos reconstruiu a história da Terra?

Não é novidade para quase ninguém que a Terra é muito antiga. Tão antiga que o nosso cérebro não consegue nem captar metade dessa dimensão.

Hoje, conhecemos boa parte da história do planeta graças às rochas, fósseis e minerais que sobreviveram ao tempo. Mas nem sempre foi assim. Durante a Idade Média, muitos estudiosos acreditavam que a Terra tinha aproximadamente 5.520 anos de idade. 

Atualmente sabemos que essa ideia é praticamente impossível de sustentar. Afinal, apenas a formação e o resfriamento da Terra primitiva consumiram centenas de milhões de anos, imagine então todo processo da vida.

Hoje, sabemos que a idade do planeta é de aproximadamente 4,567 bilhões de anos, praticamente a mesma idade do Sistema Solar. Mas, como eu disse a vocês, essa é uma escala de tempo tão gigantesca que nosso cérebro mal consegue captá-la.

Então, para tentar visualizar a imensidão do tempo geológico, vamos compactar toda a história da Terra em um calendário de apenas um ano, onde um segundo equivale aproximadamente a 120 anos.

E pra isso, vamos embarcar em uma viagem no tempo, voltando aproximadamente 2 segundos nesse calendário, ou seja, vamos para 31 de Dezembro às 23h59min58seg. 

Nesse intervalo de apenas dois segundos acontece praticamente toda a história da humanidade contemporânea. Da Revolução Francesa às missões da Artemis II, vemos que tudo isso ocuparia menos tempo do que um piscar de olhos no calendário geológico da Terra. 

Adiantando um pouco mais nesse calendário geológico, percebemos algo curioso: os seres humanos só surgem nos últimos 30 minutos do dia 31 de dezembro.

Toda a nossa espécie ocupa apenas um instante na história do planeta. Percebem como somos pequenos diante da escala de tempo da Terra?

Mas antes de chegarmos até aqui, muita coisa aconteceu.

No dia 26 de dezembro, cerca de 65 milhões de anos atrás, os dinossauros dizem adeus à Terra após uma extinção em massa que mudou completamente a história da vida no planeta.

Poucos dias antes, durante a tarde do dia 21 de dezembro, as primeiras flores começaram a se desabrochar na Terra, há aproximadamente 130 milhões de anos.

Já na madrugada do dia 16 de dezembro ocorre a quarta maior extinção em massa da história do planeta: a extinção do Triássico, há cerca de 210 milhões de anos.

Esse evento coincidiu com o início da fragmentação da Pangeia, incluindo a separação entre o que hoje seria a América do Sul e a África, além de gigantescas erupções vulcânicas que liberaram enormes quantidades de dióxido de carbono e outros gases na atmosfera, que ocasionou na extinção de milhares de vertebrados e cerca de 50% de toda população marinha existente na Terra. 

Voltando ainda mais no tempo, o dia 19 de novembro marca a Explosão Cambriana, ocorrida há aproximadamente 538 milhões de anos. Nesse período, a vida se diversificou de maneira impressionante nos oceanos, dando origem a uma enorme variedade de organismos complexos.

Mas ainda restam muitos meses pela frente no nosso calendário geológico. Então vamos acelerar um pouco.

Em julho, cerca de 2 bilhões de anos atrás, ocorre um dos eventos mais importantes da história da vida: o surgimento das células complexas após a incorporação das mitocôndrias. 

Já em junho, há aproximadamente 2,4 bilhões de anos, a fotossíntese começa a transformar radicalmente a atmosfera terrestre, liberando oxigênio e alterando o planeta para sempre.

Agora precisamos dar um salto gigantesco até fevereiro.

Por volta de 4 bilhões de anos atrás encontramos o LUCA: o Último Ancestral Comum Universal de todos os seres vivos conhecidos.

E em meados de janeiro do nosso calendário geológico, um protoplaneta do tamanho de Marte, chamado Theia, teria colidido com a Terra primitiva.

Esse impacto colossal liberou uma quantidade absurda de energia e provavelmente foi responsável pela formação da Lua.

E então chegamos ao primeiro dia de janeiro: o nascimento da Terra, há cerca de 4,567 bilhões de anos. 

E é aqui que temos um grande problema.

Durante praticamente todo o nosso calendário geológico, vemos ele cheio de acontecimentos marcantes para a reconstrução da história do planeta. Mas quando finalmente chegamos aos primeiros meses, como janeiro e fevereiro, ele fica quase vazio.

Não porque nada aconteceu nesse período, pelo contrário.

O problema é que nós simplesmente não temos informações suficientes sobre como era a Terra nesse período. 

Existem poucas evidências preservadas daquela época, além de hipóteses de que o planeta era um ambiente extremamente hostil, marcado por intensos oceanos de magma, impactos constantes de meteoritos e temperaturas tão altas que nem permitiriam a existência de oceanos como conhecemos hoje. 

Todos esses bilhões de anos de atividades geológicas praticamente reciclaram todos os registros que poderiam nos mostrar como era a Terra primitiva.

E por muito tempo, os cientistas acreditavam que talvez nunca fosse possível descobrir de fato como era a Terra nos seus primeiros milhões de anos, e muito menos determinar sua idade com precisão.

No entanto, em 2001, essa ideia foi drasticamente mudada. 

Cientistas da Universidade de Wisconsin descobriram que na Austrália Ocidental havia partículas minúsculas de zircões no afloramento de Jack Hills. Esse cristal descoberto é tão minúsculo que mede o dobro do diâmetro de um fio de cabelo. 

Mas, afinal o que são esses zircões? 

O zircão é um mineral formado principalmente por silicato de zircônio e é considerado um dos minerais mais resistentes da crosta terrestre, tendo uma dureza de 7,5 na escala de mohs (uma escala que mede a dureza dos minerais ao ser riscado por outro), para vocês terem noção do quão alto é esse valor, o mineral mais resistente na escala de mohs é o diamante, que possui uma dureza 10, mostrando a alta dureza do zircão.

Essa descoberta trouxe outras hipóteses para o planeta. Antes desse estudo em Jack Hills, acreditava-se que a Terra antes da formação dos continentes era uma grande bola de magma no éon Hadeano, ou seja, a Terra não sustentaria vida microbiana e muito menos água líquida (nos oceanos), no entanto este estudo trouxe uma outra perspectiva. 

O estudo sugere que a Terra pode ter resfriado rápido o suficiente para sustentar água líquida apenas cerca de 100 milhões de anos após sua formação. E a grande evidência disso está justamente nos zircões de Jack Hills, que possuem aproximadamente 4,4 bilhões de anos. 

E é justamente aqui que está uma das grandes descobertas desse estudo. 

De acordo com o professor Valley, os zircões de Jack Hills apoiam a hipótese de uma Terra primitiva relativamente mais fria, com condições capazes de sustentar oceanos muito antes do que os cientistas pensavam.

O professor ainda completa que, dentro dessa hipótese, poderia ter existido vida há pelo menos 4,3 bilhões de anos.

Isso é uma descoberta impressionante, já que os fósseis mais antigos amplamente aceitos pela comunidade científica têm cerca de 3,5 bilhões de anos.

Outro estudo publicado pela revista Nature em 2024, cerca de 23 anos depois do estudo do professor Valley surge como mais uma evidência para o apoio que a vida pode ter surgido logo após a formação da Terra. Isso porque, o estudo confirma que o início do ciclo hidrológico da Terra iniciou-se há pelo menos 4 bilhões de anos ou até mesmo antes. 

Esse estudo nos mostra que a Terra não era um ambiente completamente seco, como pensávamos, mas que na verdade a Terra era um ambiente coberto por um oceano global, com chuvas e pequenas ilhas primitivas que apareciam sobre a superfície do oceano. 

Os novos pesquisadores voltaram a analisar os mesmos cristais microscópicos de zircão encontrados naquele local na Austrália. 

Mesmo sendo minúsculos, esses cristais de zircão possuem alguns elementos químicos  que sao capazes de preservar informações químicas de bilhões de anos atrás, como o urânio e o oxigênio. 

E foi analisando os isótopos de oxigênio presentes nesses cristais que os cientistas encontraram algo inovador para a construção da hipótese da Terra primitiva fria. 

Os resultados sugerem que esses cristais se formaram originalmente de magmas que já interagiam com água doce.

Isso significa que talvez já existisse circulação de água na Terra há pelo menos 4 bilhões de anos.

E agora sabendo de todas essas informações e que a Terra primitiva talvez não fosse um ambiente completamente infernal e inabitável como imaginávamos, surge outro questionamento gigantesco: 

Onde exatamente a vida surgiu? 

Como vimos ao longo deste texto, hoje já existem diversos estudos sugerindo que as condições necessárias para o surgimento da vida podem ter aparecido muito mais cedo do que os cientistas acreditavam. No entanto, a origem da primeira vida terrestre ainda continua sendo um dos maiores mistérios da ciência. 

Há estudos que dizem que a vida pode ter nascido de um “grande raio”, ou melhor dizendo, descargas elétricas na atmosfera da terra primitiva, ou até mesmo outras ideias defendidas pelo próprio Charles Darwin,  que a vida poderia ter surgido “em um pequeno lago quente”.

Há também hipóteses como a panspermia, que propõe que a vida possa ter chegado à Terra através de meteoritos e outros corpos celestes. 

Mas, honestamente?

Apesar de todas essas teorias, a ciência ainda não tem uma resposta  definitiva de como a primeira vida surgiu. 

Mas, calma, não vou terminar este texto com teor sensacionalista, até porque todas às teorias sobre o surgimento da vida são muito promissoras e válidas para o avanço da ciência, mas ainda há muito para descobrirmos sobre a imensidão do nosso planeta.

O Brasil também teve um papel importante nesse campo. Na Universidade de São Paulo, no Instituto de Geociências, surgiu um dos centros de geocronologia mais importantes da América Latina, o CP-Geo. 

Grande parte dessa história passa pelo geólogo Umberto Giuseppe Cordani, um dos pesquisadores responsáveis por posicionar a geocronologia brasileira em referência internacional. A partir das décadas de 1960 e 1970, Cordani ajudou a consolidar no IGc técnicas de datação radiométrica capazes de revelar a idade de rochas e minerais com bilhões de anos.

Mas suas contribuições foram além de datações geológicas. Cordani também participou de pesquisas fundamentais para compreender a evolução dos continentes e a formação do território sul-americano, utilizando idades isotópicas para reconstruir antigos blocos continentais e entender como eles se uniram ao longo da história da Terra. Esses estudos ajudaram a fortalecer modelos ligados à tectônica de placas e à movimentação dos continentes, áreas que revolucionaram as geociências no século XX.

Na época, o Brasil ainda dependia fortemente de análises realizadas no exterior. Com a criação e fortalecimento dos laboratórios de geocronologia da USP, o país passou a produzir seus próprios dados sobre as rochas brasileiras, incluindo algumas das formações mais antigas do planeta. Isso colocou o (nosso instituto) em posição de destaque internacional e abriu caminho para gerações de pesquisadores brasileiros investigarem a história profunda da Terra sem necessariamente ter que sair do país.

Veja, agora, trechos da entrevista com um grande nome da Geocronologia: O professor Wilson Teixeira, além de ser um grande divulgador científico também.