Geocronologia: contando a históriada Terra com relógios de rocha

   A Terra não vem com um manual de instruções, e muito menos com datas impressas em suas montanhas. Ainda assim, os cientistas sabem que o planeta tem cerca de 4,5 bilhões de anos, que supercontinentes se formaram e se partiram, e que diversas regiões já foram palco de colisões continentais violentas. Como isso é possível? A resposta está na geocronologia, a ciência que transforma minerais microscópicos em verdadeiros cronômetros naturais e permite reconstruir a longa história do nosso planeta.

   A chave para resolver esse quebra-cabeça está em uma propriedade fundamental da matéria: o decaimento radioativo. Alguns átomos possuem núcleos instáveis e, com o tempo, se transformam espontaneamente em outros átomos, liberando energia nesse processo, com essa transformação ocorrendo a uma taxa constante chamada de meia-vida. Isso significa que, independentemente das condições externas, sempre leva o mesmo tempo para que metade de um conjunto desses átomos se transforme em um outro elemento diferente do anterior.

   Certos minerais, ao se formarem, incorporam esses átomos radioativos em sua estrutura cristalina, mas não incorporam os produtos finais do decaimento. Assim, ao longo do tempo, os “átomos-pai” vão se transformando em “átomos-filho”, e a proporção entre eles registra quanto tempo passou desde a formação do cristal. Um dos minerais mais importantes nesse processo é o zircão, muito resistente a calor e pressão, o que o torna um excelente guardião da memória geológica.

   Para ler essa memória, os geocientistas utilizam instrumentos avançados, como o SHRIMP, da sigla Sensitive High-Resolution Ion MicroProbe, ou em português Microssonda Iônica Sensível de Alta Resolução. Ele funciona como um microscópio químico, onde um feixe de íons é direcionado a um cristal de zircão, liberando átomos da sua superfície. Esses átomos são então analisados para medir as proporções entre o elemento original e o seu produto, como por exemplo os átomos de urânio que se decompõem em chumbo, sendo estes fundamentais para o método de datação U-Pb. O grande diferencial do SHRIMP é sua capacidade de analisar áreas microscópicas dentro de um único cristal, o que permite identificar diferentes capítulos da história da rocha, como suas fases de crescimento, processos de metamorfismo ou retrabalho tectônico.

CPGeo:

   Um dos núcleos de referência nessa área é o CPGeo, o Centro de Pesquisas em Geocronologia e Geoquímica Isotópica, localizado no Instituto de Geociências da USP. Por lá, minerais microscópicos como o zircão, menores que um grão de areia, são analisados no laboratório geocronológico GeoLab SHRIMP.

   O centro já permitiu avanços importantes na área, como os apresentados no artigo “Traçando a história desde a fragmentação da Rodínia até a formação do Gondwana no Terreno Embu” por Cláudia R. Passarelli et al., publicado na revista Lithos. Nesse estudo, os pesquisadores analisaram rochas do sudeste do Brasil e reconstruíram uma história que começou há mais de um bilhão de anos. Os dados mostram que essa região registra tanto a partição do supercontinente Rodínia quanto, milhões de anos depois, a colisão de blocos continentais que levou à formação de Gondwana, um evento-chave na organização dos paleocontinentes que o Brasil já fez parte.

   Um dos méritos do estudo de Passarelli foi mostrar que as rochas do Terreno Embu faziam parte de uma grande história tectônica, ligada à borda sudeste do antigo bloco Paranapanema e à montagem final de Gondwana, mostrando que o embasamento mais antigo da região, o Complexo Rio Capivari, está relacionado ao Terreno Curitiba e só foi mesclado ao Embu nos estágios finais da colisão continental, há cerca de 600 milhões de anos. Antes disso, durante o Período Toniano, de 1 a 0,7 bilhão de anos atrás, a crosta passou por um forte estiramento, que permitiu a abertura de bacias sedimentares e a intrusão de granitos associados à fragmentação do supercontinente Rodínia, em um ambiente semelhante ao de riftes continentais modernos (PASSARELLI et al., 2019, p. 15–16).

   Mais tarde, já no Ediacarano, a região teria sido marcada por compressão, magmatismo intenso e grandes zonas de cisalhamento, registrando a colisão entre diferentes blocos continentais e o chamado “escape tectônico”, quando partes da crosta são lateralmente deslocadas para acomodar a convergência. Segundo os autores, idades em torno de 578 milhões de anos, registradas no crescimento metamórfico de zircões, representariam a última parte dessa colisão na Faixa Ribeira, quando os terrenos Embu, Costeiro e Curitiba foram por fim encaixados na arquitetura atual da América do Sul (PASSARELLI et al., 2019, p. 17).

 Assim, ao transformar átomos em registros do tempo, a geocronologia conecta processos microscópicos, que acontecem dentro dos minerais, a eventos capazes de contornar continentes inteiros, como o decaimento radioativo preservado em um cristal de zircão às grandes colisões que deram origem a supercontinentes.

Referências:

CPGeo (Centro de Pesquisas Geocronológicas):

Artigos sobre Geocronologia:

https://ri.conicet.gov.ar/bitstream/handle/11336/68525/CONICET_Digital_Nro.5edfdd21-702e-43f5-8ce4-9ca3a8523cad_A.pdf?sequence=2

Imagens:

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