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Como as placas tectônicas transformaram a vida em existência

• Existem muitas razões pelas quais a Terra é ideal para a vida. Uma delas é que temos uma crosta dinâmica e móvel.
• As placas tectônicas desempenham papéis fundamentais nos ciclos de carbono e água da Terra, bem como na distribuição de nutrientes.
• As placas tectônicas podem ter se originado no início da história da Terra, embora não seja fácil interpretar as evidências.

A vida neste planeta tem muito a oferecer. A Terra não é muito quente, nem muito fria. Temos dióxido de carbono suficiente em nossa atmosfera para evitar um efeito estufa descontrolado. Temos água em abundância, mas terra suficiente para uma série de formas de vida fazerem um lar aqui. Temos um campo magnético que nos protege da radiação cósmica nociva. E temos uma mistura química ideal para a vida.

No entanto, uma característica muitas vezes negligenciada do nosso planeta é a tectônica de placas, e podemos dever nossa existência a ela. Sem terremotos e vulcões, sem as peças do quebra-cabeça da crosta terrestre constantemente mudando, sendo destruídas e reformadas, a vida neste planeta pode não existir.

Os ciclos de vida da Terra

A vida precisa de movimento. Os nutrientes têm que viajar para onde são necessários. Elementos e moléculas precisam vagar, mudar de forma e reagir uns com os outros. A vida teria dificuldade em se firmar em um planeta estagnado.

Na Terra, o carbono é o bloco de construção básico da vida. As propriedades orbitais de um átomo de carbono permitem que ele forme conexões fortes e complexas com outros átomos, moldando assim os compostos orgânicos. A Terra circula continuamente o carbono através de várias formas, permitindo que ele esteja onde os organismos precisam dele, e isso ciclo do carbono está intimamente ligada à vida. O carbono entra na atmosfera como dióxido de carbono. É absorvido pela vida vegetal ou diretamente no oceano. Os animais comem as plantas e, eventualmente, seus corpos liberam carbono de volta à natureza.

A tectônica de placas é uma parte vital desse ciclo do carbono. O vulcanismo libera dióxido de carbono diretamente na atmosfera. A água puxa o dióxido de carbono do ar, formando o ácido carbônico, que quando combinado com o cálcio forma o calcário. A tectônica de placas recicla a crosta da Terra, incluindo o calcário. À medida que puxa a crosta de volta para o manto, remove o carbono da superfície da Terra. Isso cria um equilíbrio delicado. O planeta precisa de dióxido de carbono suficiente para se manter aquecido. Muito, porém, criaria um efeito estufa descontrolado, como provavelmente aconteceu em Vênus .

A tectônica de placas também está envolvida na ciclo da água . À medida que a água se move pelos oceanos e para a atmosfera, sobre a terra e dentro da Terra, ela dissolve vários materiais, incluindo rochas e minerais, levando-os consigo. Isso faz o ciclo dos minerais presos na crosta continental, dos picos mais altos das montanhas às terras baixas, de volta ao oceano. Nas profundezas dos oceanos, nos limites das placas de subducção, a água transporta esses minerais para o interior da Terra. Água e minerais são então emitidos novamente através de erupções vulcânicas.

Essa ciclagem da água foi de importância crucial para o desenvolvimento da vida na Terra e, posteriormente, para seus períodos explosivos de crescimento. Água rica em nutrientes dissolvidos que foi subduzida no manto às vezes ressurgiu em fontes hidrotermais no fundo do oceano . A vida floresceu nesses reinos subaquáticos, isolados do sol, mas aquecidos pelo calor do centro da Terra e alimentados pelos nutrientes fornecidos pela água. Alguns cientistas debatem se tais locais podem ter visto as primeiras aparições de vida na Terra .

Os continentes se embaralharam e se embaralharam. Eles se separaram e se fundiram novamente e, ao fazer isso, criaram grandes cadeias de montanhas. Os maiores supercontinentes do mundo estavam ligados a algumas das cadeias de montanhas mais extensas que o mundo já viu. As supermontanhas que povoaram essas cordilheiras corroído em um ritmo mais rápido, fornecendo nutrientes dissolvidos como o fósforo para os oceanos, onde beneficiaram a vida. De fato, a criação e a erosão dessas enormes cadeias de montanhas estão ligadas a várias explosões de vida ao longo da história evolutiva. Por exemplo, o aparecimento dos primeiros organismos macroscópicos, há 1,8 bilhão de anos, está ligado à erosão das supermontanhas de Nuna.

O embaralhamento dos continentes

Sabemos que nosso mundo tem uma crosta muito móvel agora, mas não sabemos exatamente quando ela adquiriu essa mobilidade. Quando a Terra se formou, era muito quente. À medida que o planeta esfriava, a crosta terrestre era uma única peça, muitas vezes chamada de “tampa estagnada” sobre o manto quente. Com o tempo, o manto começou a convecção. Algo fez a tampa rachar , formando placas e dando origem aos fenômenos de subducção, vulcões e terremotos.

Uma série de estudos procurou definir o início das placas tectônicas e estima vai de muito cedo após a formação da Terra, a meros 700 milhões de anos atrás. Também é provável que a tectônica tenha começado como um fenômeno estacionário, começando e parando várias vezes antes de realmente começar. Além disso, a tectônica pode ter começado em regiões específicas antes de se tornar uma realidade global. Em suma, a natureza das placas tectônicas evoluiu ao longo da história da Terra, e determinar “quando começou” pode depender de quem você pergunta e como eles a definem. Em geral, os cientistas procuram não apenas zonas de subducção, mas também uma rede global de placas, todas se movendo umas em relação às outras.

Uma das razões pelas quais é tão difícil descobrir quando esse embaralhamento continental começou é que é difícil, se não impossível, encontrar rochas com idade suficiente. A maioria das rochas da crosta terrestre é relativamente jovem. Alguns cientistas tentam juntar as peças da história do nosso planeta olhando para outros corpos do nosso Sistema Solar que não têm placas tectônicas, como Vênus, Marte ou a Lua. Outros esperam encontrar pistas nos raros locais onde encontramos rochas muito antigas na crosta do nosso planeta.

Algumas das rochas mais antigas do mundo estão localizadas no Jack Hills na Austrália. Dentro dessas colinas existem pequenos cristais de rocha resistentes chamados zircões, e alguns desses cristais têm 4,4 bilhões de anos, o que significa que eles viram quase toda a evolução do planeta.

Wriju Chowdhury e colegas da Universidade de Rochester examinaram recentemente esses zircões, analisando sua composição de sílica e a presença de isótopos de silício e oxigênio. Eles compararam essas composições com rochas produzidas pelas placas tectônicas modernas e com aquelas em corpos onde as placas tectônicas não são ativas, como a Lua e Marte. Seus resultados foram recentemente publicado em Natureza Comunicações . Os pesquisadores descobriram que as semelhanças na composição com o magma atual sugerem que as placas tectônicas estavam em operação entre 4,2 bilhões e 3,7 bilhões de anos atrás.

Isso significa que toda a Terra estava passando por tectônica neste momento? Ou foi mais um fenômeno regional?

“Essas são as questões amplas que levam os cientistas da Terra Primitiva a se torturarem”, disse Chowdhury ao Big Think. Existem muitas lacunas, e encontrar evidências de alguma subducção no início da história do planeta não nos permite saber o quão extensa era a tectônica de placas. Chowdhury continua: “A teoria das placas tectônicas é como a teoria da evolução, pois tem que lidar com elos cruciais que estão faltando no registro da rocha”.

A vida sem placas tectônicas

A possibilidade de que as placas tectônicas sejam necessário para a vida adiciona uma crosta dinâmica à crescente lista de pré-requisitos para a vida como a conhecemos em planetas extrasolares. Se for esse o caso, os planetas capazes de hospedar vida podem ser ainda mais raro do que já imaginávamos .

Mas não precisamos ser tão categóricos. A chave, como vemos, é a circulação, e isso pode acontecer mesmo em planetas com uma crosta estagnada. Esses planetas ainda podem ter vulcanismo - tome Marte como exemplo - e podem ser capazes de reciclar o dióxido de carbono na taxa certa para evitar que o planeta congele e ainda evitar um efeito estufa descontrolado. Tal planeta, estudos sugerem , poderia manter a água líquida por 4 bilhões de anos. Se for esse o caso, os planetas habitáveis ​​podem ser muito mais numerosos.

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