Estudo geoquímico relaciona anortositos antigos à subducção quente da Terra primitiva

Uma equipe de pesquisadores fez progressos na compreensão da formação de anortositos do tipo maciço, rochas enigmáticas que se formaram apenas durante a parte média da história da Terra. Essas formações rochosas ígneas ricas em plagioclásio, que podem cobrir áreas de até 42.000 quilômetros quadrados e hospedar depósitos de minério de titânio, têm intrigado cientistas por décadas devido a teorias conflitantes sobre suas origens.

Um novo estudo publicado em Avanços da Ciência em 14 de agosto destaca as conexões intrincadas entre o manto e a crosta em evolução da Terra e as forças tectônicas que moldaram o planeta ao longo de sua história. Também fornece novas maneiras de explorar quando a tectônica de placas começou, como a dinâmica de subducção operou bilhões de anos atrás e a evolução da crosta terrestre.

A equipe de pesquisa, liderada por Duncan Keller e Cin-Ty Lee, da Rice, estudou anortositos do tipo maciço para testar ideias sobre os magmas que os formaram. A pesquisa se concentrou nos anortositos de Marcy e Morin, exemplos clássicos do orógeno Grenville da América do Norte, com cerca de 1,1 bilhão de anos.

Ao analisar os isótopos de boro, oxigênio, neodímio e estrôncio nas rochas, bem como conduzir modelagem petrogenética, os pesquisadores descobriram que os magmas que formaram esses anortositos eram ricos em derretimentos derivados da crosta oceânica alterada pela água do mar em baixas temperaturas. Eles também encontraram assinaturas isotópicas correspondentes a outras rochas da zona de subducção, como serpentinito abissal.

“Nossa pesquisa indica que esses anortositos gigantes provavelmente se originaram do derretimento extensivo da crosta oceânica subduzida abaixo das margens continentais convergentes”, disse Keller, o Clever Planets Postdoctoral Research Associate, Earth, Environmental and Planetary Sciences e o principal autor do estudo. “Como o manto era mais quente no passado, esse processo conecta diretamente a formação de anortositos do tipo maciço à evolução térmica e tectônica da Terra.”

O estudo, que combina métodos clássicos com a nova aplicação da análise isotópica de boro em anortositos do tipo maciço, sugere que essas rochas se formaram durante uma subducção muito quente que pode ter prevalecido bilhões de anos atrás.

Como anortositos do tipo maciço não se formam na Terra hoje, as novas evidências que ligam essas rochas à subducção muito quente na Terra primitiva abrem novas abordagens interdisciplinares para entender como essas rochas registram a evolução física do nosso planeta.

“Esta pesquisa avança nossa compreensão de formações rochosas antigas e lança luz sobre as implicações mais amplas da história tectônica e térmica da Terra”, disse Lee, professor de Geologia Harry Carothers Wiess, professor de ciências da Terra, ambientais e planetárias e coautor do estudo.

Os outros coautores do estudo incluem William Peck, do Departamento de Geociências da Terra e do Meio Ambiente da Universidade Colgate; Brian Monteleone, do Departamento de Geologia e Geofísica da Woods Hole Oceanographic Institution; Céline Martin, do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias do Museu Americano de História Natural; Jeffrey Vervoort, da Escola do Meio Ambiente da Universidade Estadual de Washington; e Louise Bolge, do Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Universidade de Columbia.