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sábado, 29 de agosto de 2020

Pesquisadores da USP colaboram com a polêmica hipótese da "Terra Bola de Neve"
São Paulo (AUN - USP) - Você já pensou que a Terra pode ter sido completamente coberta por gelo, ou seja, ter sofrido uma glaciação global? E lhe parece possível que isto tenha ocorrido com todos os continentes alinhados no equador? E que após este período o planeta tenha sofrido um super aquecimento, onde todas as geleiras teriam se derretido?
Esta é a hipótese "Terra Bola de Neve" do professor Paul Hoffman, da Universidade de Harvard, que divide os estudiosos sobre a evolução do planeta. Inserido na polêmica global, o pesquisador Ricardo Trindade do Departamento de Geofísica do IAG (Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas), junto com outros pesquisadores, está contribuindo com os estudos do professor Hoffman. O grupo brasileiro pesquisa a existência de resquícios de rochas glaciais que comprovem a hipótese.
Sabe-se qual a origem do sedimento, ou da rocha, pela forma do desgaste sofrido por eles. Em diversos lugares do planeta, sedimentos glaciais têm sido encontrados embaixo de rochas carbonáticas, ambos do período Pré-cambriano. Isto ficou conhecido como "Paradoxo climático do Neoproterozoico", onde sedimentos típicos da Antártida estariam imediatamente abaixo de sedimentos típicos das Bahamas, o que sugere uma mudança radical na temperatura média do planeta.
Em 1964, um pesquisador inglês fez os primeiros estudos paleomagnéticos nestes sedimentos.Mas o que são estes estudos? Para que foram usados? Primeiro, o paleomagnetismo é o estudo do campo magnético da Terra a partir do seu registro nas rochas. Isto é muito fácil de entender, a Terra possui dois polos magnéticos, que geram linhas de campo ao seu redor, estas saem do polo sul e entram no polo norte, igual ao que ocorre com os ímãs. Assim os vetores (indicadores de direção) nos polos são verticais, entrando ou saindo, e no equador, latitude zero, eles são horizontais. Esta relação simples pode ser usada para se saber aonde as rochas foram formadas, já que elas guardam a orientação do campo por milhões de anos.
Então, o pesquisador inglês percebeu que todos os vetores encontrados nas rochas glaciais eram horizontais. A partir desta constatação, em 1998, Paul Hoffman sugeriu sua hipótese da "Terra Bola de Neve", que explica a mudança na temperatura global e a glaciação no equador. Esta diz que para ter ocorrido uma glaciação global gerada em baixas latitudes, as massas dos continentes deveriam estar todas próximas ao equador. Isto ocorreu no período Pré-cambriano devido à movimentação dos continentes, que ainda ocorre hoje em dia. O alinhamento no equador é muito raro e, conseqüentemente, este evento também é.
As rochas das regiões situadas no equador são muito mais suscetíveis à alteração em função do clima. Esta alteração é uma reação química que consome gás carbônico (CO2). Com o consumo de CO2, a temperatura diminuiria, chegando a um ponto em que toda a superfície estaria coberta por gelo. A temperatura média variaria de -20 a -40ºC. O planeta ficaria deste modo por cerca de uma dezena de milhões de anos. Neste ínterim, o solo não poderia mais absorver CO2 porque a camada de gelo o impede e protege as rochas de alterações. Entretanto, existiam vulcões que expeliam CO2 em grande quantidade na atmosfera. A concentração do gás aumentaria até provocar um "superefeito estufa", no qual todo o gelo seria derretido. Não haveria mais gelo na superfície e a temperatura média seria de 50ºC. Isto teria ocorrido duas vezes, há 700 e 600 milhões de anos atrás.
Outro ponto importante da teoria é que isto teria ocorrido logo antes da �??explosão cambriana�?�. Mas o que é esta explosão? Ela marca a mudança da vida unicelular, bactérias, para a pluricelular, o que sugere que a vida torna-se muito mais complexa depois de passar por um estresse ambiental.
Mas por que a hipótese gera polêmica? Porque muitos estudiosos afirmam que com a movimentação dos continentes as rochas glaciais podem ter se formado fora do equador e ter o campo magnético de quando passaram por latitudes baixas. Por isso, é necessário fazer vários testes para verificar se o vetor é primário, ou seja, da época da formação. Outra contraposição é que a datação deste tipo de depósito, feito por radiação, é muito difícil de ser realizada pela ausência de material (rochas ou minerais) datável. Portanto, apenas limites relativos de idade podem ser estabelecidos. Assim, não poderia se dizer que todos os depósitos glaciais são contemporâneos.
O grupo brasileiro fez medições paleomagnéticas no Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Bahia e Minas Gerais. Esses estados possuem CRÁTONS. Este é o último termo técnico, que significa rochas muito antigas, que guardam material Pré-cambriano e que resistiram às transformações. No Mato Grosso foram encontrados depósitos glaciais que indicam que a calota de gelo avançou até 20º de latitude.
A pesquisa é feita em todo o mundo, por diversos grupos de pesquisa inclusive o de Hoffman. Há a cooperação de grupos que trabalham na África, em Camarões, na Republica Democrática do Congo e na Namíbia, na Austrália, no Canadá, nos EUA e no sul da China. E mesmo em Svalbaard, uma ilhota situada no círculo ártico, um dos poucos lugares onde se pode experimentar as condições climáticas de uma Terra Bola de Neve.

sábado, 31 de agosto de 2019

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

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:
doi: 10.1126 / science.aaz2892

sábado, 20 de abril de 2019




An artist’s impression of what Earth looked like during the Snowball Earth glaciations.
Julio Lacerda/Studio 252MYA

Ancient ‘Snowball Earth’ thawed out in a flash

Mais de meio bilhão de anos atrás, nosso planeta era uma gigantesca bola de neve no espaço. As geleiras cobriram o globo todo até o equador em um dos misteriosos eventos "Snowball Earth" que os geólogos pensam que ocorreram pelo menos duas vezes no passado antigo da Terra. Agora, os cientistas descobriram que o episódio final da bola de neve provavelmente terminou em um piscar de olhos há cerca de 635 milhões de anos - um evento geologicamente rápido que pode ter implicações para o aquecimento global impulsionado pelo ser humano de hoje.

O gelo, que se acumulou ao longo de vários milhares de anos, "derretia em não mais de 1 milhão de anos", diz Shuhai Xiao, paleobiólogo do Instituto Politécnico da Virgínia e da Universidade Estadual de Blacksburg, que fez parte da equipe que fez a descoberta. Esse é um piscar de olhos na história de 4,56 bilhões de anos do nosso planeta, sugerindo que o globo chegou a um ponto de inflexão repentino, diz Xiao. Embora a equipe não saiba ao certo o que a causou, o dióxido de carbono emitido por vulcões antigos pode ter desencadeado um evento de efeito estufa, fazendo com que os lençóis de gelo descongelassem rapidamente.

Para esclarecer o ritmo da deglaciação, Xiao e colegas dataram rochas vulcânicas da província de Yunnan, no sul da China. Estes foram incorporados abaixo de outro tipo de rocha chamado carbonato cap - depósitos únicos de calcário e dolostona que se formaram durante o desligamento do Snowball Earth em resposta a altos níveis de dióxido de carbono na atmosfera. Usando técnicas de datação radiométrica, a equipe descobriu que as rochas vulcânicas tinham 634,6 milhões de anos, levando cerca de 880.000 anos. Sozinho, esta nova data não revelou a velocidade com que o derretimento aconteceu. Mas em 2005, uma equipe diferente de cientistas datou rochas vulcânicas acima de um limite similar em um local diferente - na província chinesa de Guizhou. Eles foram datados de 635,2 milhões de anos, mais ou menos 570.000 anos.

Juntas, as duas amostras sugerem que o evento de fusão foi um rápido degelo de cerca de 1 milhão de anos, Xiao e seus colegas escreveram no mês passado em Geologia. A chave, explica Xiao, é que essas duas datas são muito mais precisas do que as das amostras anteriores, com barras de erro de menos de 1 milhão de anos. Essas barras de erro suportam, essencialmente, o período em que os carbonatos de tampa se formaram - e, assim, ligaram o período final do evento de degelo da Terra de Bola de Neve. Como as amostras descobertas anteriormente têm barras de erro de vários milhões de anos ou mais, Xiao diz que essas novas datas são as primeiras que podem ser usadas para calcular o ritmo de fusão com alguma certeza.

No entanto, como as duas novas amostras vêm do sul da China, elas não mostram uma imagem global do antigo degelo, diz Carol Dehler, geóloga da Universidade do Estado de Utah, em Logan. Para fazer isso, os cientistas precisariam encontrar rochas vulcânicas datáveis de outras partes do mundo, que são "tão comuns quanto os unicórnios", brinca ela. Mas, acrescenta, eles podem estar lá "esperando para serem descobertos".

Enquanto isso, compreender a natureza dessas glaciações antigas poderia ajudar os cientistas que lidam com a mudança climática hoje: “Eu acho que uma das maiores mensagens que a Snowball Earth pode enviar à humanidade”, diz Dehler, “é que ela mostra a capacidade da Terra de mudar de formas extremas. em escalas de tempo curtas e longas. ”

Posted in:
doi:10.1126/science.aax5539

quinta-feira, 4 de abril de 2019

An artist’s impression of what Earth looked like during the Snowball Earth glaciations.
Julio Lacerda/Studio 252MYA

Ancient ‘Snowball Earth’ thawed out in a flash

Mais de meio bilhão de anos atrás, nosso planeta era uma gigantesca bola de neve no espaço. As geleiras cobriram o globo todo até o equador em um dos misteriosos eventos "Snowball Earth" que os geólogos pensam que ocorreram pelo menos duas vezes no passado antigo da Terra. Agora, os cientistas descobriram que o episódio final da bola de neve provavelmente terminou em um piscar de olhos há cerca de 635 milhões de anos - um evento geologicamente rápido que pode ter implicações para o aquecimento global impulsionado pelo ser humano de hoje.

The ice, which built up over several thousand years, “melted in no more than 1 million years,” says Shuhai Xiao, a paleobiologist at Virginia Polytechnic Institute and State University in Blacksburg who was part of the team that made the discovery. That’s the blink of an eye in our planet’s 4.56-billion-year history, suggesting the globe reached a sudden tipping point, Xiao says. Although the  team doesn’t know for certain what caused it, carbon dioxide emitted by ancient volcanoes may have triggered a greenhouse event, causing the ice sheets to thaw rapidly.

To shine light on the pace of deglaciation, Xiao and colleagues dated volcanic rocks from southern China’s Yunnan province. These were embedded below another kind of rock called a cap carbonate—unique deposits of limestone and dolostone that formed during Snowball Earth’s shutdown in response to high levels of carbon dioxide in the atmosphere. Using radiometric dating techniques, the team found the volcanic rocks were 634.6 million years old, give or take about 880,000 years. Alone, this single new date couldn’t reveal the speed at which the melting happened. But in 2005, a different team of scientists dated volcanic rocks from above a similar cap at a different location—in China’s Guizhou province. They were dated to 635.2 million years, give or take 570,000 years.

Together, the two samples suggest the melting event was a quick thaw of about 1 million years, Xiao and his colleagues wrote last month in Geology. The key, Xiao explains, is that these two dates are far more precise than those of past samples, with error bars of less than 1 million years. Those error bars essentially bracket the period in which the cap carbonates formed—and, thus, bound the period of the final Snowball Earth thawing event. Because previously discovered samples have error bars of several million years or more, Xiao says these new dates are the first that can be used to calculate the pace of melting with any certainty.

However, because the two new samples come from southern China, they don’t paint a global picture of the ancient thaw, says Carol Dehler, a geologist at Utah State University in Logan. To do that, scientists would need to find datable volcanic rocks from other parts of the world, which are about “as common as unicorns,” she jokes. But, she adds, they might be out there “waiting to be discovered.”

Meanwhile, understanding the nature of these ancient glaciations could help scientists dealing with climate change today: “I think one of the biggest messages that Snowball Earth can send humanity,” Dehler says, “is that it shows the Earth’s capabilities to change in extreme ways on short and longer time scales.”
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segunda-feira, 11 de junho de 2018

The arc of the Snowball: U-Pb dates constrain the Islay anomaly and the initiation of the Sturtian glaciation

Geology (2018) 46 (6): 539-542.
Published:
April 26, 2018
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Abstract

In order to understand the onset of Snowball Earth events, precise geochronology and chemostratigraphy are needed on complete sections leading into the glaciations. While deposits associated with the Neoproterozoic Sturtian glaciation have been found on nearly every continent, time-calibrated stratigraphic sections that record paleoenvironmental conditions leading into the glaciation are exceedingly rare.

Instead, the transition to glaciation is normally expressed as erosive contacts with overlying diamictites, and the best existing geochronological constraints come from volcanic successions with little paleoenvironmental information. We report new stratigraphic and geochronological data from the upper Tambien Group in northern Ethiopia, which indicates that the glacigenic diamictite at the top of the succession is Sturtian in age. U-Pb zircon dates obtained from two tuffaceous siltstones that are 74 and 84 m below the diamictite are 719.68 ± 0.46 Ma and 719.68 ± 0.56 Ma (2σ), respectively. We also report a U-Pb date of 735.25 ± 0.25 Ma from a crystal-rich tuff located 2 m above the nadir of a high-amplitude, basin-wide, negative δ13C excursion previously correlated with the Islay anomaly.

This age for the anomaly agrees with Re-Os age constraints from Laurentia, suggesting that the δ13C signal is globally synchronous and preceded the Sturtian glaciation by ∼18 m.y. The interval between the Islay anomaly and Sturtian glaciation is recorded in the Tambien Group as an ∼600 m succession of predominantly shallow-water carbonates and siliciclastics with δ13C values recording a prolonged period at +5‰, followed by an interval of lower, but still positive, values leading up to the glaciation.
Our data are consistent with synchronous global onset of the Sturtian glaciation at ca. 717 Ma. Shallow-water carbonates in strata directly below the first diamictite suggest that glacial onset was rapid in terranes of the Arabian-Nubian Shield.