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As crateras mais antigas da Terra podem fornecer aos cientistas informações críticas sobre a estrutura da Terra primitiva e a composição dos corpos no sistema solar, além de ajudar a interpretar os registros de crateras em outros planetas. Mas os geólogos não conseguem encontrá-los, e talvez nunca consigam, de acordo com um novo estudo. O estudo foi publicado no Jornal de Planetas de Pesquisa Geofísicajornal da AGU para pesquisa sobre a formação e evolução dos planetas, luas e objetos do nosso Sistema Solar e além.
Os geólogos encontraram evidências de impactos, como material ejetado (material lançado para longe do impacto), rochas derretidas e minerais de alta pressão de mais de 3,5 bilhões de anos atrás. Mas as crateras reais de tanto tempo atrás permaneceram indescritíveis. As estruturas de impacto conhecidas mais antigas do planeta, que é como os cientistas chamam essas enormes crateras, têm apenas cerca de 2 bilhões de anos. Estamos perdendo dois bilhões e meio de anos de megacrateras.
O constante passar do tempo e o implacável processo de erosão são responsáveis pela lacuna, de acordo com Matthew S. Huber, cientista planetário da Universidade de Western Cape, na África do Sul, que estuda estruturas de impacto e liderou o novo estudo.
“É quase um acaso que as estruturas antigas que temos sejam preservadas”, disse Huber. “Há muitas perguntas que poderíamos responder se tivéssemos essas crateras mais antigas. Mas essa é a história normal em geologia. Temos que fazer uma história com o que está disponível.”
Às vezes, os geólogos podem localizar crateras ocultas e enterradas usando ferramentas geofísicas, como imagens sísmicas ou mapeamento de gravidade. Uma vez identificadas as estruturas de impacto em potencial, eles podem procurar vestígios físicos do processo de impacto para confirmar sua existência, como material ejetado e minerais de impacto.
A grande questão para Huber e sua equipe era quanto de uma cratera pode ser varrido pela erosão antes que os últimos vestígios geofísicos remanescentes desapareçam. Os geofísicos sugeriram que 10 quilômetros (6,2 milhas) de erosão vertical apagariam até mesmo as maiores estruturas de impacto, mas esse limite nunca havia sido testado em campo.
Para descobrir, os pesquisadores escavaram uma das mais antigas estruturas de impacto conhecidas do planeta: a cratera Vredefort na África do Sul. A estrutura tem cerca de 300 quilômetros (186 milhas) de diâmetro e foi formada há cerca de 2 bilhões de anos, quando um impactor de cerca de 20 quilômetros (12,4 milhas) de diâmetro se chocou contra o planeta.
O impactor atingiu com tanta energia que a crosta e o manto subiram onde ocorreu o impacto, deixando uma cúpula de longo prazo. Mais longe do centro, cumes de rocha se projetavam, minerais se transformavam e rochas derretiam. E então o tempo seguiu seu curso, erodindo cerca de 10 quilômetros (6,2 milhas) abaixo da superfície em dois bilhões de anos.
Hoje, tudo o que resta na superfície é um semicírculo de colinas baixas a sudoeste de Joanesburgo, que marca o centro da estrutura, e alguns sinais menores de impacto. O alvo, causado pela elevação do manto, aparece nos mapas de gravidade, mas além do centro, faltam evidências geofísicas do impacto.
“Esse padrão é uma das últimas assinaturas geofísicas que ainda é detectável, e isso só acontece para as estruturas de impacto de maior escala”, disse Huber. Como apenas as camadas mais profundas da estrutura permanecem, os outros vestígios geofísicos desapareceram.
Mas tudo bem, porque Huber queria saber o quão confiáveis essas camadas profundas são para registrar impactos antigos de uma perspectiva mineralógica e geofísica.
“A erosão faz com que essas estruturas desapareçam de cima para baixo”, disse Huber. “Então nós fomos de baixo para cima.”
Os pesquisadores coletaram amostras de núcleos rochosos em um transecto de 22 quilômetros (13,7 milhas) e analisaram suas propriedades físicas, procurando diferenças de densidade, porosidade e mineralogia entre rochas impactadas e não impactadas. Eles também modelaram o evento de impacto e quais seriam seus efeitos na física das rochas e minerais e compararam com o que viram em suas amostras.
O que eles encontraram não foi encorajador para a busca pelas crateras mais antigas da Terra. Enquanto algum derretimento de impacto e minerais permaneceram, as rochas nas cristas externas da estrutura de Vredefort eram essencialmente indistinguíveis das rochas não impactadas ao seu redor quando vistas através de lentes geofísicas.
“Não era exatamente o resultado que esperávamos”, disse Huber. “A diferença, onde havia alguma, foi incrivelmente discreta. Demoramos um pouco para realmente entender os dados. Dez quilômetros de erosão e todas as evidências geofísicas do impacto simplesmente desaparecem, mesmo com as maiores crateras”, confirmando o que geofísicos haviam estimado anteriormente.
Os pesquisadores pegaram Vredefort bem a tempo; se ocorrer muito mais erosão, a estrutura de impacto desaparecerá. As chances de encontrar estruturas de impacto enterradas de mais de 2 bilhões de anos atrás são baixas, disse Huber.
“Para ter uma cratera de impacto arqueana preservada até hoje, ela teria que ter experimentado condições realmente incomuns de preservação”, disse Huber. “Mas a Terra está cheia de condições incomuns. Então talvez haja algo inesperado em algum lugar, então continuamos procurando.”
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