O oxigênio da vida antiga pode ter levado ao Snowball Earth (conceito do artista). Um impacto ajudou a derreter?

Chris Butler / Fonte de Ciência

Choque e degelo? O mais antigo impacto de asteróide da Terra pode ter ajudado a levantar o planeta de um congelamento profundo

Por Eric Hand 27 de Agosto de 2019 às 16:35

 

BARCELONA, ESPANHA - A rocha de Barlangi, uma antiga colina no interior da Austrália Ocidental, é ofuscada pelas pedreiras de aborígines que cinzelaram suas rochas de grão fino em ferramentas afiadas. Agora, os geólogos acrescentaram uma camada muito mais profunda da história a essas rochas, mostrando que elas foram forjadas há 2.229 bilhões de anos atrás, quando um asteroide colidiu com o nosso planeta. A descoberta faz da cratera Yarrabubba, a cicatriz de 70 quilômetros de largura deixada pela colisão, a mais antiga da Terra.
 
Os geólogos que informaram a data da semana passada, aqui na conferência de geoquímica de Goldschmidt, também apontam uma coincidência visível: o impacto ocorreu no final de um congelamento profundo no planeta conhecido como Snowball Earth. Eles dizem que o impacto pode ter ajudado a derreter a Terra ao vaporizar grossas camadas de gelo e elevar o vapor na estratosfera, criando um poderoso efeito estufa.
 
"É intrigante pensar o que um evento de impacto moderado a grande poderia fazer nesse período", diz Timmons Erickson, geocronologista do Johnson Space Center da NASA em Houston, Texas, que liderou o estudo. "A coincidência temporal é impressionante", concorda Eva Stüeken, geobióloga da Universidade de St. Andrews, no Reino Unido.  

Mas ela e outros pesquisadores estão céticos de que Yarrabubba - que é apenas um terço do tamanho da cratera deixada pelo impacto de matar dinossauros há 66 milhões de anos - poderia ter tido um efeito tão profundo no clima. Ainda assim, diz Stüeken, os estudos paleoclimáticos devem considerar o possível papel de tais colisões violentas. "Isso nos força a pensar mais sobre esses impactos e esses feedbacks em potencial".
 
A Terra gosta de cobrir seus rastros.  

A erosão do vento e da água, bem como a agitação das placas tectônicas, crateras de impacto médias são mais escassas quanto mais remontam no tempo - mesmo que as superfícies com crateras da lua e Marte mostrem que os impactos eram realmente mais comuns no tumultuoso sistema solar inicial .  

Antes da datação da cratera de Yarrabubba, o impacto mais antigo conhecido foi o Vredefort Dome, uma característica de 2,02 bilhões de anos na África do Sul que, com 300 quilômetros de largura, é a maior do mundo.
 
A Austrália Ocidental é um bom lugar para procurar crateras antigas, pois contém o Craton Yilgarn, um dos mais antigos pedaços de crosta sobreviventes da Terra.  

Em 2001, uma pesquisa magnética perto de Yarrabubba revelou características circulares na rocha, embora nenhuma borda da cratera possa ser vista na superfície. E quando Francis Macdonald, geólogo da Universidade da Califórnia (UC), Santa Barbara, examinou atentamente as rochas da região, encontrou as assinaturas do choque de um impacto: padrões planares microscópicos em cristais minerais e cones quebrados, fraturas de rabo de cavalo padrões de até 1 metro de comprimento.  

Algumas das rochas derretidas e recristalizadas de baixo da cratera - incluindo a Barlangi Rock - também sobreviveram. "Estamos analisando as raízes", diz Macdonald. Em um artigo de descoberta de 2003, ele e seus colegas nomearam a cratera em homenagem à estação local de corte de ovinos. Eles sabiam que o impacto era antigo, mas não podiam dar uma data firme.

Quebrando o gelo

A cratera de Yarrabubba fica no Craton Yilgarn, um antigo pedaço de crosta. A poeira e o vapor do impacto podem ter ajudado a terminar uma era glacial global, sugerem os pesquisadores.

A. Cuadra / Ciência

Em 2014, Erickson viu uma oportunidade no caminho para o trabalho de campo em outros lugares da Austrália Ocidental. Ele acampou perto da rocha Barlangi e cruzou a colina com uma marreta, enchendo uma mochila com uma dúzia de pedaços de pedra. Em uma banheira de laboratório, ele bateu as rochas com 100.000 volts de eletricidade, quebrando-as em seus minerais componentes sem danificar as delicadas texturas.
 
Em seguida, Erickson teve que procurar cristais adequados para o namoro. Como um garimpeiro, ele usava panelas para flutuar em quartzo e feldspato menos densos e extraía outros minerais indesejados com um ímã. Finalmente, com uma pinça e um microscópio, ele escolheu várias centenas de grãos de zircão e monazita, cada um menor que a largura de um fio de cabelo humano. "Você precisa de um bom podcast ou música ao fazer isso", diz ele.
 
Ele queria cristais com aros que derreteram e recristalizaram, uma garantia de que o impacto havia reiniciado um relógio em que pequenas quantidades de urânio radioativo, aprisionadas no cristal, se decompõem em chumbo. Ele montou alguns dos melhores cristais em epóxi, poliu-os para uma nova face e vaporizou manchas nos aros com um feixe de íons. Um espectrômetro de massa mediu a abundância de urânio e chumbo no vapor; a partir das proporções e da meia-vida conhecida do urânio, ele e seus colegas podiam calcular uma idade. Eles terminaram com uma data de 2,229 bilhões de anos, mais ou menos 5 milhões de anos.
 
Isso coloca o impacto em um momento turbulento na história da Terra. A vida existia há mais de um bilhão de anos, mas a vida fotossintética - cianobactérias que vivem em águas rasas - era uma invenção evolutiva recente, que provocou um forte aumento no oxigênio atmosférico cerca de 2,4 bilhões de anos atrás. Anteriormente, altos níveis de metano na atmosfera haviam gerado um efeito estufa que aquecia o planeta. Mas muitos cientistas pensam que o metano foi destruído por reações químicas com o primeiro ozônio da Terra, produzido quando a luz ultravioleta do sol atingiu as moléculas de oxigênio. Eles suspeitam que a perda de metano tenha causado a Terra colidir com um conjunto de eras glaciais severas e duradouras, mesmo em baixas latitudes. Três ou talvez quatro desses episódios de gelo ocorreram entre 2,45 bilhões e 2,22 bilhões de anos atrás, o que significa que a Austrália poderia estar coberta de gelo no momento do impacto de Yarrabubba.
Os cientistas assumiram que as erupções vulcânicas terminaram a era do gelo, arrotando dióxido de carbono e aquecendo o planeta. Mas Erickson e seus colegas especulam que Yarrabubba poderia ter ajudado. Eles modelaram o efeito de um asteróide de 7 quilômetros de largura atingindo uma camada de gelo entre 2 e 5 quilômetros de espessura. Eles descobriram que o impacto poderia ter espalhado a poeira milhares de quilômetros, escurecendo o gelo e aumentando sua capacidade de absorver calor. Também teria enviado meio trilhão de toneladas de vapor para a estratosfera - ordens de magnitude mais vapor de água do que na estratosfera atual - onde teria retido o calor.
 
Andrey Bekker, geólogo da UC Riverside, duvida que o vapor d'água tenha persistido pelos séculos necessários para derreter a Terra. "Não estou convencido de que, por si só, possa fazer esse trabalho", diz ele. Christian Koeberl, especialista em impacto e diretor geral do Museu de História Natural de Viena, compartilha essas dúvidas, mas diz que os pesquisadores paleoclimáticos precisam modelar os efeitos explicitamente.
 
Se o impacto de Yarrabubba derreter o planeta, permitindo que a vida recupere continentes e oceanos gelados, não seria o primeiro exemplo de vida se beneficiando de um golpe cósmico, diz Koeberl. Embora o público tenda a associar impactos a extinções, ele observa que impactos há 4 bilhões de anos atrás poderiam ter impulsionado a vida. Os asteróides forneceram fósforo, um nutriente essencial, e os impactos também criaram os sistemas hidrotérmicos protegidos e ricos em energia, onde alguns biólogos acreditam que a vida começou. "Impactos podem ser trazedores de vida, impactos podem ser destruidores de vida", diz ele.

Publicado em:

• Terra

doi: 10.1126 / science.aaz2892