A Importância da Tectônica de Placas para a Vida na Terra - Parte 1

Quando fiz minha graduação em geologia no início da década de 70, a Tectônica de Placas ainda não havia sido incorporada nos curriculos escolares. Desta forma acabei aprendendo a Teoria do Geossinclinal, um conceito que mesmo aquela época já estava obsoleto. O que me salvou foi eu ter comprado naquela época uma coletânia da Scientific American sobre Tectônica de Placas. Me rendeu uma nota dez na prova de geotectônica.

 

Geossinclinal Apalachiano - América do Norte. Fonte: http://www.uwgb.edu/dutchs/platetec/geosync.htm

 Tectônica de Placas (Fonte: USGS)

Tectônica de Placas é nos dias de hoje um tópico banal que a todo momento aparece nos documentários e reportagens sobre vulcões, terremotos e outros desastres naturais. É como se fosse a fonte de todas as misérias humanas. O que a maioria de nós talvez não se dê conta é que a Tectônica de Placas é fundamental para a vida na Terra. Sem tectônica de placas os níveis de oxigênio no planeta jamais teriam alcançado os teores atuais de 21%. 

Quando as cianobactérias começaram a realizar  fotossintese oxigênica, geraram como sub-produto oxigênio livre.  Para que os níveis de oxigênio pudessem crescer na atmosfera foi necessário, ao longo do tempo, sequestrar a matéria orgânica produzida, de outro modo a oxidação desta matéria orgânica consumiria o oxigênio gerado. 

 Estromatólitos  Neo-Proterozóicos construídos por cianobactérias - Fazenda Arrecife - Chapada Diamantina - Bahia (Fonte: http://vsites.unb.br/ig/sigep/sitio061/sitio061english.htm)

A maneira mais eficiente de sequestrar matéria orgânica é enterra-la junto com os sedimentos nas bacias sedimentares e estas são o resultado direto da movimentacão das placas. Durante a fragmentação dos continentes, bacias marginais são geradas nas quais se acumulam espessuras de vários quilometros de sedimentos. Quando estas bacias são depois envolvidas em colisão de placas estes sedimentos são  anexados aos continentes nas cadeias de montanhas. 

Estima-se que existam 10.000.000 de Gt (Gigatoneladas) de Carbono Orgânico armazenado em rochas sedimentares em todo o planeta e pelo menos 4.700 Gt de Carbono Orgânico armazenado sob a forma de combustíveis fósseis.  A retirada desta matéria orgânica do sistema é que permitiu  o oxigênio alcançar niveis suficientemente elevados na atmosfera para o aparecimento de vida animal na Terra.

Espessura Global de Sedimentos - G. Laske and G. Masters, A Global Digital Map of Sediment Thickness, EOS Trans. AGU, 78, F483, 1997.

A Terra vista do espaço profundo. O famoso "Pale Blue Dot" de Carl Sagan (Fonte: http://www.jpl.nasa.gov/news/features.cfm?feature=1223)

A Terra é  único planeta do sistema solar onde existe  tectônica de placas. Um planeta sem tectônica de placas, está fadado a desenvolver no máximo formas de vida microbianas.

Theia

Na mitologia grega Theia era a mãe de Selena (a lua). Theia é também o nome de um planeta, aproximadamente do tamanho de Marte, que no inicio da formação do sistema solar, se chocou com a Terra, dando origem à Lua. Foi este episódio, fruto do acaso, que terminou favorecendo o aparecimento da tectônica de placas, a presença de água no planeta e deste modo a própria origem da vida.

Concepção artística do Impacto entre Theia e a Terra (Nasa/JPL)

Durante o impacto o nucleo metálico de Theia penetrou nosso planeta e se juntou ao nucleo terrestre pre-existente. Isto tudo tem mais a ver com a Geologia Marinha do que à primeira vista poderiamos imaginar.

Modelo de Formação da Lua (The Big Splat). Fonte: The planet that stalked the Earth New Scientist vol 183 issue 2460 - 14 August 2004, page 26

Joseph L. Spradley lista algumas das principais implicações desta colisão, principalmente nos aspectos relacionados a origem da vida (link)

1. O impacto removeu uma grande quantidade de gases estufa: uma atmosfera mais fina favorece a fotossintese. Em Venus a pressão atmosférica é 90 vezes maior que na Terra e 96% da atmosfera é CO2. Temperatura na superfície 460 graus centígrados.

2. A colisão aumentou a velocidade de rotação da terra para 6 horas e inclinou o eixo de rotação favorecendo uma faixa de temperatura ideal (Em Mercurio a velocidade de rotação é 59 dias, em Venus é 243 dias).

3. A colisão resultou em um núcleo maior o que associado a uma velocidade de rotação maior resultou em um campo magnético mais forte, que deflete o vento solar preservando a atmosfera e protegendo a vida. Marte por exemplo no passado já teve um campo magnético forte, que desapareceu devido ao resfriamento de seu núcleo.

4. A contribuição do nucleo metálico de Theia que foi incorporado ao da Terra, resultou em um campo gravitacional mais forte que ajudou a reter o vapor d'água que depois se condensou e formou os oceanos. Em Marte a ausencia de um campo magnético associado a um campo gravitacional mais fraco resultou em perda da atmosfera muito cedo.

5. A queda de minerais siderofilos de volta à Terra após o impacto, explica o porque o manto da Terra é relativamente enriquecido em metais em comparação por exemplo com a Lua. A presença destes minerais siderofilos no manto, posteriormente reciclados e concentrados na crosta pela tectônica de placas é importante não apenas para a vida no planeta como também permitiram que uma civilização tecnológica aparecesse na Terra.

Formação Ferrifera Bandada - nosso principal minério de ferro. Sem Theia estas concentrações de metais não se formariam na crosta terrestre (Imagem: wikipedia)

6. A Tectonica de Placas, exclusiva da Terra, é facilitada pela presença de uma crosta mais fina e de água que diminui o ponto de fusão dos sillicatos no manto. Sem tectônica de placas e o controle que ela exerce no ciclo do carbono e na formação dos continentes e reciclagem das rochas, seriamos hoje um planeta "morto".

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7. A presença de uma Lua mais próxima e uma velocidade de rotação maior de nosso planeta deu origem a grandes marés que ajudaram a enriquecer os oceanos de minerais e nutrientes, logo após a sua formação. De outro lado o torque exercido pela Lua no nosso planeta reduziu a velocidade de rotação da Terra, diminuindo a velocidade dos ventos e melhorando as condições para a evolução da vida na Terra. A diminuição da velocidade de rotação faz a Lua se afastar da Terra a uma taxa de aproximadamente 3,8 cm/ano. No Devoniano um ano terrestre tinha cerca de 400 dias, e cada dia durava cerca de 22 horas.

Fonte: Scrutton, CT. Periodicity in Devonian Coral Growth - Paleontology, vol 7, Part 4, 1964, pp552-8

8. Finalmente a presença da Lua estabilizou a inclinação do eixo de rotação da Terra dando mais estabilidade às estações. Em Marte por exemplo a inclinação do eixo de rotação pode variar entre 10 e 50 graus num intervalo de tempo de 100 milhões (ou 15 a 35 graus num periodo de 125.000 anos) devido a ausencia de uma Lua suficientemente grande para estabiliza-lo. Em comparação o angulo de inclinação da Terra varia entre 22,1 e 24,5 graus em um intervalo de tempo de 41.000 anos.

 

Se não fosse a Lua, a Terra seria um planeta muito diferente e muito mais instavel climáticamente.

Deste modo, assim como os demais fenômenos geológicos, onde a herança geológica exerce um forte controle, a origem do nosso planeta é fruto também de uma contingência histórica e do acaso. Não é portanto possível entender a origem da vida e de processos geológicos como a tectônica de placas e outros aspectos singulares ao nosso planeta, sem contextualizar e sem entender como a própria história de formação da Terra contingenciou a sua evolução futura.