Bombardeamento de asteroides no eão Hadeano pode ter impedido a crosta da Terra de estabilizar

A Terra onde hoje vivemos guarda muito poucos vestígios da sua infância.

O intervalo de cerca de 500 milhões de anos entre a formação do planeta, há aproximadamente 4,5 mil milhões de anos, e há 4 mil milhões de anos - o eão Hadeano - é quase um verdadeiro “buraco negro” geológico.

Dessa época restou muito pouco. Algumas rochas antiquíssimas e cristais de zircão dispersos oferecem raros vislumbres de uma Terra recém-nascida, mas a maior parte da crosta inicial do planeta desapareceu.

Há investigadores que defendem que a explicação está na eficiência do sistema de reciclagem da crosta da Terra: a tectónica de placas.

O “buraco negro” geológico do eão Hadeano

Para uma equipa liderada pelo geólogo Tim Johnson, da Curtin University, na Austrália, a crosta primitiva poderá, na verdade, nunca ter conseguido assentar em algo minimamente estável.

O motivo seria um período particularmente intenso de bombardeamento por asteroides, que castigou a Terra durante centenas de milhões de anos.

“Esses impactos transportavam quantidades enormes de energia, e essa energia tinha de ir para algum lado”, afirma Johnson num comunicado.

“O calor adicional dos impactos teria mantido grande parte da crosta inicial fraca e parcialmente fundida, tornando difícil a sobrevivência das rochas.”

É natural perguntar: se as primeiras tentativas da Terra de criar uma “crosta” se perderam no registo geológico, como é que podemos saber o que os asteroides faziam durante o Hadeano?

A resposta está, ao mesmo tempo, mais longe e mais perto do que parece: a Lua.

A Lua como arquivo do bombardeamento

“Se quer ver o que estava a acontecer na Terra primitiva, está ali mesmo a olhar de volta para si”, disse Johnson ao ScienceAlert. “Até tive a sorte de observar ao microscópio secções finas de amostras da Lua. Sem surpresa, estavam todas reduzidas a pedaços.”

Na realidade, a Lua, Mercúrio, Marte, os asteroides e fragmentos de meteoritos encontrados espalhados por todo o mundo conservam um registo bastante detalhado da história de impactos no Sistema Solar interior.

“Imaginar que a Terra foi, de alguma forma, poupada ao bombardeamento é, na minha opinião, quase uma loucura.”

“Em termos de energia - em particular, a energia entregue por impactos - estes corpos contam uma história semelhante”, afirmou Johnson.

“Imaginar que a Terra foi, de alguma forma, poupada ao bombardeamento é, na minha opinião, quase uma loucura. Claro que a forma como cada corpo reage a um impacto é uma história mais complicada, na qual a água e a gravidade têm um papel fundamental.”

A Lua é um emaranhado marcado por cicatrizes de milhares de milhões de anos de colisões, e trabalhos anteriores já tinham usado esse historial lunar para reconstruir o número, o tamanho e o momento do bombardeamento do Hadeano na Terra primitiva.

Alguns desses estudos - incluindo trabalho do coautor principal e geofísico planetário Craig O'Neill, da Queensland University of Technology - sugeriam que impactos repetidos poderão ter ajudado a apagar grande parte do registo rochoso mais antigo da Terra.

Johnson, O'Neill e os seus colegas decidiram avançar para o passo seguinte.

O que a energia dos impactos fez à crosta e ao manto

Em vez de se focarem apenas em quantos asteroides atingiram a Terra jovem, procuraram perceber o que toda essa energia de impacto teria provocado no próprio planeta.

Com base nas reconstituições do historial de impactos do Hadeano, a Terra primitiva foi literalmente martelada por asteroides.

A energia cinética transportada por esses corpos tinha de ser dissipada. Parte abriu crateras, parte projetou rocha para a atmosfera e até para o espaço, e parte transformou-se numa onda de choque gigantesca que se propagou pela crosta e pelo manto terrestre.

À medida que enfraquecia, essa onda de choque acabou por se converter em calor - e muito.

Os efeitos de impactos de grande dimensão podem prolongar-se muito para lá do momento da colisão; investigação anterior mostrou que um único impacto pode deixar um ambiente hidrotermal quente que persiste durante dezenas de milhares de anos.

“Na Terra primitiva, grande parte dessa energia teria sido transferida para o manto - a camada espessa imediatamente abaixo da crosta - sob a forma de calor”, diz O'Neill num comunicado.

“Isso teria feito com que o manto, por baixo e em torno do local do impacto, subisse e derretesse, gerando grandes volumes de magma.”

Segundo a modelação da equipa, o calor gerado pelo conjunto desses impactos pode ter rivalizado - ou até ultrapassado - o orçamento de calor interno da Terra durante grande parte do Hadeano.

Porque a crosta da Terra poderá não ter estabilizado

“Embora os grandes impactos fossem muito, muito mais comuns do que hoje em termos de tempo geológico, seriam extremamente raros à escala de uma vida humana”, explicou Johnson ao ScienceAlert.

“Entre impactos, o mundo do Hadeano estaria quase todo coberto por um oceano castanho-esverdeado rico em ferro e por uma atmosfera laranja anóxica. Em zonas acima de impactos anteriores, seria de esperar alguns grandes vulcões a emergir acima da água, expelindo lava e gases, não muito diferente da Islândia ou do Havai. Pelo menos é assim que o imagino.”

Com esta injeção contínua de calor, rocha a apenas poucos quilómetros abaixo da superfície poderia ter permanecido parcialmente fundida, o que dificultaria que a crosta ganhasse rigidez suficiente para se organizar em placas tectónicas duradouras ou em continentes estáveis.

Isto significa que, em vez de uma crosta estável, quaisquer “pedaços” de crosta que se formassem seriam quase de imediato novamente derretidos e reciclados, dispersando-se rapidamente de volta para o interior quente do planeta.

Quando as condições se tornaram favoráveis, a estabilização posterior da crosta poderá ter ajudado a criar o cenário para a tectónica de placas - uma característica do nosso mundo que muitos cientistas consideram crucial para a habitabilidade do planeta.

“Quando tudo acalmou no Arqueano inicial, a crosta poderia arrefecer e engrossar. Precisava de ficar espessa e rígida antes de as placas poderem começar a formar-se, e isso pode ter acontecido a partir do Arqueano médio”, esclareceu Johnson.

“Depois de se formar uma crosta e um manto superior (litosfera) rígidos e espessos, é necessário um mecanismo para os fracturar. Eu diria que os impactos também podem explicar isso, mas ideias assim vão irritar muitos académicos que estudam a Terra primitiva, a maioria dos quais prefere (quase exclusivamente) fatores internos.”

Como esta proposta contraria modelos atuais da evolução do planeta, é provável que a sua validação demore - e Johnson considera que isso deverá acontecer mais pela acumulação gradual de evidências do que pela descoberta de uma única prova decisiva.

Questões do Hadeano que esta hipótese ajuda a enquadrar

Ainda assim, a hipótese oferece uma explicação simples para várias perguntas em aberto sobre a Terra do Hadeano.

“Se a Terra tem 4,5 mil milhões de anos, porque não encontramos rochas continentais do primeiro meio milhar de milhões de anos dessa história? Também se pode perguntar porque é que os cratões mais bem preservados são arredondados. Ou como se formam enormes discordâncias num planeta coberto por água”, disse Johnson ao ScienceAlert.

“Os impactos fornecem uma explicação plausível para tantos enigmas nas ciências da Terra, e não apenas na Terra primitiva. Como geólogos da Terra primitiva, precisamos de levar mais a sério as nossas observações detalhadas da Lua. Caso contrário, para que serviu ir lá?”

A investigação foi publicada na Science.