Raios cósmicos transformaram areia antiga em uma máquina do tempo geológica

A equipe de pesquisa internacional foi liderada pelo Grupo de Escalas de Tempo de Sistemas Minerais de Curtin na Escola de Ciências da Terra e Planetárias, trabalhando com colaboradores da Universidade de Göttingen e da Universidade de Colônia. Os cientistas examinaram cristais microscópicos de zircão coletados em areias de praias antigas.

O zircão está entre os minerais mais duráveis ​​encontrados na Terra. Porque podem resistir às intempéries, à erosão e às longas viagens através de rios e zonas costeiras, os grãos de zircão podem sobreviver durante milhões de anos, preservando ao mesmo tempo informações sobre a sua história geológica.

Dentro desses grãos de zircão existe um gás raro conhecido como criptônio. O gás se forma quando minerais próximos à superfície da Terra são atingidos por raios cósmicos (partículas subatômicas carregadas de alta energia do espaço).

Ao medir o criptônio preso dentro dos cristais, os pesquisadores conseguiram estimar quanto tempo os grãos de zircão permaneceram perto da superfície antes de serem enterrados. Esta medição funciona como um “relógio cósmico”, permitindo aos cientistas determinar a rapidez ou lentidão com que as paisagens antigas foram erodidas e alteradas durante períodos extremamente longos.

Uma nova maneira de estudar paisagens antigas

O autor principal e pesquisador adjunto da Curtin, Dr. Maximilian Dröllner, que também é afiliado à Universidade de Göttingen, disse que o método torna possível investigar paisagens que são muito mais antigas do que os cientistas poderiam analisar anteriormente. As descobertas podem ajudar os investigadores a compreender melhor como a superfície da Terra poderá responder às futuras mudanças climáticas e à atividade tectónica.

“A história do nosso planeta mostra que as forças climáticas e tectônicas podem controlar o comportamento das paisagens em escalas de tempo muito longas”, disse Dr. Dröllner.

“Esta investigação ajuda-nos a compreender o que acontece quando o nível do mar muda e como os movimentos profundos da Terra influenciam a evolução das paisagens.”

O estudo revelou que quando as paisagens permanecem tectonicamente estáveis ​​e os níveis do mar permanecem elevados, a erosão diminui significativamente. Nessas condições, os sedimentos podem permanecer perto da superfície e ser retrabalhados repetidamente durante milhões de anos.

Por que essas descobertas são importantes para o futuro

O coautor e líder do Timescales of Mineral Systems Group, professor Chris Kirkland, disse que os resultados não apenas lançam luz sobre como a superfície da Terra evoluiu ao longo de bilhões de anos, mas também podem informar o planejamento futuro e a gestão da terra.

“À medida que modificamos os sistemas naturais, podemos esperar mudanças na forma como os sedimentos são armazenados nas bacias hidrográficas e ao longo das costas e plataformas continentais”, disse o professor Kirkland.

“Nossos resultados mostram que esses processos podem remodelar fundamentalmente as paisagens, e não apenas os litorais, ao longo do tempo”.

Ligações entre clima, sedimentos e recursos minerais

O coautor Professor Associado Milo Barham, também parte do Timescales of Mineral Systems Group, observou que a pesquisa tem implicações importantes para a compreensão dos recursos minerais da Austrália.

“O clima não influencia apenas os ecossistemas e os padrões climáticos, mas também controla onde os recursos minerais vão e quão acessíveis eles se tornam”, disse o professor associado Barham.

“Períodos prolongados de armazenamento de sedimentos permitem que minerais duráveis ​​se concentrem gradualmente enquanto materiais menos estáveis ​​se decompõem, explicando por que a Austrália abriga alguns dos depósitos de areia mineral mais significativos do mundo.

“Compreender estas ligações é fundamental à medida que a procura por estes minerais continua a crescer, pois fornece uma perspectiva de longo prazo que pode melhorar os modelos utilizados para prever futuros resultados ambientais e de recursos decorrentes de mudanças nestes sistemas de sedimentos.”

O estudo, intitulado “Evolução da paisagem antiga rastreada através do criptônio cosmogênico em zircão detrítico”, foi publicado em PNAS.