Lost City… uma cidade reencontrada

Setembro 10, 2009

Bem-vindos a Lost City

No meio do Atlântico, a 4 de Dezembro de 2000 o submersível Argo II encontrou gigantescas estalagmites fazendo lembrar as torres em flecha características das Catedrais góticas. A equipa baptizou este campo hidrotermal de Lost City (Cidade Perdida).

Lost City é um campo hidrotermal activo há pelo menos 35000 anos apresentando um comprimento de 400 metros por 200 de largura. Uma das chaminés, baptizada Posídon (deus supremo do mar) tem uma altura de 50 metros, a mais alta chaminé encontrada até ao momento no fundo do mar.

 

 Constituídas por carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio, estas chaminés brancas, não apresentam conduta central (ver imagem): os fluidos hidrotermais circulam utilizando a estrutura porosa e alveolar das chaminés. O cálcio precipita em contacto com a água do mar. Estas emissões translúcidas não apresentam metais dissolvidos, mas são muito ricas em metano e hidrogénio. Quentes (40º a 90ºC) e alcalinas (pH entre 9 e 11), são o suporte de uma importante comunidade de microrganismos. Lost city não se assemelha a nada conhecido. E são bem diferentes das famosas Black Smokers identificadas deste 1977 (fluidos mais quentes e ácidos).

 

O sistema hidrotermal de Lost City, situado a 15 km da dorsal médio-atlântica, encontra-se no topo de uma montanha submarina: maciço Atlantis, em forma de cúpula. Os estudos geológicos do maciço indicaram que ele não é composto por basalto negro típico do fundo oceânico, mas de peridotito verde denso encontrado geralmente no manto.

A ideia de um manto inacessível, recoberto por quilómetros de crosta oceânica não corresponde à geologia desta região. Devido a movimentos tectónicos esta zona do manto pôde “subir” à superfície para formar esta cúpula colossal.

Este afloramento do manto no fundo dos oceanos permite aos geólogos um estudo in situo (métodos directos) da geologia e composição desta zona profunda da Terra – o manto terrestre.

Contrariamente às rochas do fundo oceânico, as rochas de Atlantis são enriquecidas em magnésio e constituídas por olivina e piroxena. Estes dois minerais hidratam-se em contacto com a água para se transformar em serpentina e magnetite (reacção denominada de serpentinização), produz metano, hidrogénio, e … o calor em quantidade suficiente para elevar a temperatura das rochas do maciço e aquecer os fluidos circulantes da área de Atlantis.

Pistas para a vida primitiva

Este sistema poderá ser muito semelhante àquele que existiu na Terra primitiva. As lavas produzidas nesses tempos remotos seriam muito mais ricas em magnésio do que as lavas actuais (a diferenciação da Terra ainda estava em curso). O estudo dos ecossistemas de Lost City revelou a presença de 58% de espécies endémicas da área hidrotermal. Peixes, invertebrados e claro bactérias. Na ausência de luz, estes microrganismos formam o primeiro nível trófico de uma cadeia alimentar suportada pela quimiossíntese.

No interior da chaminé, onde a temperatura atinge os 90ºC e o oxigénio encontra-se ausente as “arqueobactérias” formam colónias, produzindo ou consumindo o metano. Outras bactérias, sulfurosas, reduzem sulfatos. Esta comunidade de microrganismos influencia a química dos fluidos e os minerais que se formam (interacção de subsistemas terrestres).

Um outro local em Lost City apresenta emissões de fluidos a temperaturas mais baixas (inferior a 40ºC) e ocorre aí a precipitação do carbonato de cálcio (calcário). Neste local as arqueobactérias, oxidam o metano, enquanto eubacterias consomem oxigénio.

A diversidade de vida existente em Lost City permite compreender como terá evoluído a vida nos seus primórdios.


4280 M.a.

Setembro 9, 2009

 

Na última década foram feitas descobertas muito importantes na datação das rochas mais antigas do planeta Terra. Com base em análises isotópicas de cristais de zircão, foi possível descobrir rochas na Gronelândia com aproximadamente 4000 M.a.

A análise de grãos de zircão detríticos (resultantes da erosão de rochas preexistentes) permitiu mesmo encontrar na Austrália l vestígios de rochas com 4300 M.a. No entanto, estas descobertas são raras, pois representam rochas que se formaram nos primeiros estádios de desenvolvimento do nosso planeta, cuja idade ronda os 4567 M.a. Ao longo do tempo geológico, as rochas sofrem modificações profundas enquadradas no ciclo das rochas, o que dificulta a sua preservação e datação. Os geólogos continuam a procurar identificar rochas mais antigas e assim compreender melhor as condições ambientais existentes nos primórdios do planeta Terra. Recentemente, foram descobertos xistos verdes ainda mais antigos na Baía de Hudson (Canadá).

A datação isotópica com base no Sm-146 (Samário) e Nd-142 (Neodímio), que possui uma semivida de 103 M.a, indicou que possuem 4280 M.a. Estes xistos são 300 M.a. mais antigos do que as rochas encontradas na Gronelândia, e estão num complexo de rochas metassedimentares e vulcânicas, cujos cristais de zircão possuem 3750 M.a. (com base no Ur-Pb). Os cientistas levantam a hipótese de estarem a medir a idade do material que originou os xistos verdes por metamorfismo, e não a idade de formação dos xistos verdes, que consideram que será semelhante à do complexo em que se insere.

 Se estas medições estiverem precisas indicam que a crusta estaria a formar-se há mais tempo do que os geólogos consideravam. No entanto, estas medições são complexas, pois dependem da determinação das quantidades de diferentes isótopos, presentes em concentrações muito reduzidas nas rochas. Esta descoberta é muito importante pois implica uma reavaliação das concepções acerca da diferenciação do manto e da crusta. Ainda existem muitos pontos por esclarecer e os geólogos terão que caracterizar melhor estes xistos verdes, para se compreender os fenómenos que estiveram envolvidos na sua formação.

Fonte: Revista Science, Setembro de 2008


Tempo Geológico

Setembro 9, 2009

Que idade tem o nosso planeta?

A  Terra tem milhares de milhões de anos de idade. Este é um ponto de vista contemporâneo; as ideias de James Ussher, o teólogo que calculou, a partir de registos bíblicos, que a Terra fora criada em 4004 a.C, dominaram até ao século xix. 

 

Na verdade, ainda hoje existe quem ignore as importantíssimas pro­vas científicas do contrário e afirme que as lendas bíblicas contam a verdadeira história da criação e da evolução da Terra.

 Só em meados dos anos 50 deste século é que a idade terrestre de 4,5 Ga (1O9 anos), agora aceite, foi determinada.  

Calcular com exactidão a idade da Terra é uma questão muito técnica, mas basicamente dependente do facto de os isótopos naturalmente radioactivos se desintegrarem a uma velocidade constante. Se se conhecer essa velocidade, pode-se medir o total de resíduos do decaimento de uma amostra que se acumularam ao longo do tempo e determinar a sua idade de forma bastante simples.

Os isótopos de um ele­mento têm em comum as mesmas propriedades químicas, mas características nucleares ligeiramente diferentes. Nem todos os isótopos são radioactivos, mas aqueles que o são acabam por se dividir, formando novos isótopos de um elemento completamente diferente. Dois dos elementos com isótopos radioactivos mais conhecidos são o tório e o urânio. Durante a desintegração ra­dioactiva, são transformados em isótopos de chumbo. Assim, parte do chumbo que existe na Terra, bem como em todo o sistema solar, não existia quando a Terra se formou, tendo sido criado no decor­rer do tempo geológico, à medida que o tório e o urânio se desin­tegravam.

Uma vez que os isótopos do tório e do urânio se convertem em chumbo a ritmos diferentes, as amostras que contêm estes ele­mentos têm diversos «relógios» geológicos internos independen­tes, que podem ser utilizados para determinar a sua idade. Isto significa também que a mistura exacta de isótopos de chumbo de qualquer material é, geralmente, única, dependendo da sua idade e da quantidade de tório e urânio que contém.

Nos anos 50 deste século, Clair Patterson, do Califórnia Institute of Technology, em Pasadena, descobriu os meteoritos e as amostras da Terra têm ca­racterísticas comuns no que respeita ao seu conteúdo em isótopos de chumbo. Utilizando amostras cuidadosamente seleccionadas paca serem o mais representativas possível das quantidades médias de isótopos de chumbo na Terra, juntamente com um conjunto de amostras de meteoritos condríticos, Patterson descobriu relações sistemáticas que indicavam que estes corpos — a Terra e os vários condritos — teriam sido formados a partir de um material antigo comum há cerca de 4,5 ou 4,6 Ga.

A descoberta de Patterson foi de extrema importância para a his­tória da geologia. Não só estabeleceu uma idade credível para a Terra, mas relacionou a origem do nosso planeta com a dos outros constituintes do sistema solar. Um estudioso anterior, o notável cavalheiro e geólogo escocês do século XVIII James Hutton, tinha dito acerca da história da Terra que não encontrara «nem vestígios de um início, nem perspectivas de um final».

Apesar da prosa lírica de Hutton, o trabalho de Patterson definiu claramente o início. E embora tenham surgido grandes avanços técnicos no seu campo (a medição de isótopos, desde os anos 50), as conclusões essen­ciais de Patterson continuam a ser válidas.

O número 4,5 Ga (4,5 mil milhões) diz-se com muita facilidade. Os estudantes e professores de Geologia habituam-se a ele. Mas é um número enorme, demasiado grande para se compreender em termos da experiência humana. Se acrescentarmos os zeros, a idade da Terra é ligeiramente mais fácil de compreender: 4 500 000 000 anos. Quatro mil e quinhentos milhões de moedas de cinco escudos fariam uma pilha com cerca de 6500 km de altura, mais ou menos a distância desde a superfície da Terra até ao seu centro.


Colaboração preciosa

Setembro 2, 2009

O que torna importante um blogue é ter leitores que gostam de ler nem que seja na diagonal,  leitores que desejem participar no blogue de forma anónima  deixando comentários ou enviando mensagens para o meu mail sobre posts que publico com dicas que permitem melhorar posts publicados.

Uma outra categoria de leitores são aqueles que sentem o desejo de colaborar com posts para serem publicados no blogue. Todos os meus leitores são especiais e nunca poderia deixar de aceitar pedidos de participação.

Este blogue foi o meu primeiro trabalho na net e tenho por ele um carinho especial, é um pouco do meu “portefólio da net”. Tenho leitores de língua portuguesa onde há quem comunique na língua de Pessoa, mas é em terras do Brasil que este site tem maior número de amigos, entre eles o Wanderly Basso Jr, que tem um blogue de Extracção Mineira (e não só) muito interessante. Com ele, periodicamente conheço um pouco do Brasil longe de “copacaba”.   Fico também contente porque tenho ADN brasileiro (Manaus) e o meu ídolo de juventude era também brasileiro, Ayrton Senna da Silva.

A partir deste momento este site conta com a colaboração de Roberta Ladislau de Medeiros, graduada em Oceanografia pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro, mestranda em Geofísica pela Universidade de São Paulo. O currículo desta colaboradora fala por si, mas fica aqui o agradecimento público à Roberta, que ao cruzar-se com este blogue sentiu vontade em também escrever posts aqui. Sou eu que fico grato e os meus leitores também e pouco tenho a dar em troca, apenas o meu espaço neste blogue.

Aguardamos todos por “matéria” desta colaboradora de Blacksmoker.