Novos sinais de um campo magnético de proteção encontrado nos cristais de rocha mais antigos da Terra - Adm & Cia

quarta-feira, 22 de janeiro de 2020

Novos sinais de um campo magnético de proteção encontrado nos cristais de rocha mais antigos da Terra



O campo magnético da Terra produz uma aurora quando perturbada pelo vento solar. 
As primeiras terras da Terra, quentes e infernais, foram protegidas do alto. Os pesquisadores descobriram mais evidências de que nosso planeta tinha um forte campo magnético há 4,2 bilhões de anos, três quartos de bilhão de anos antes do que se pensava e apenas 350 milhões de anos após a formação da Terra. O campo teria protegido a Terra, protegendo sua atmosfera de ser arrancada por partículas de alta energia do Sol - e talvez ajudando a vida a ganhar uma posição.


Com poucas rochas sobreviventes para estudar, os geólogos lutam para reconstruir o tempo conhecido como Hadeano, que decorreu de 4,55 bilhões de anos atrás a 4 bilhões de anos atrás. Mas pistas fragmentárias - e controversas - podem ser encontradas em rochas mais jovens de 3 bilhões de anos de idade de Jack Hills, na Austrália Ocidental. Essas rochas contêm minúsculos cristais de um mineral resistente chamado zircão, que são lascas de um bloco ainda mais antigo: rochas hadeanas de 4,2 bilhões de anos que se formaram a partir do magma refrigerante.

Os cristais também preservam evidências de um antigo campo magnético, de acordo com uma equipe internacional liderada por John Tarduno, geofísico da Universidade de Rochester. Nem todos os pesquisadores estão convencidos pelo resultado, porque isso atrasaria a data de nascimento aceita do campo magnético da Terra em 750 milhões de anos. "Houve um grande grupo de pesquisa tentando provar que nossos resultados estavam errados", diz Tarduno. "Isso faz parte da ciência."

Tarduno e seus colegas relataram os campos pela primeira vez em uma análise publicada em 2015 na Science . Presos dentro de cerca de duas dúzias de zircões havia grãos ainda menores de um mineral contendo ferro, magnetita, que efetivamente transformava cada cristal em um minúsculo ímã de barra. Os pesquisadores descobriram que os campos magnéticos mantidos pelos grãos estavam todos alinhados, o que ocorre apenas se a magnetita é exposta a um campo magnético enquanto ele esfria.

A equipe de Tarduno diz que a magnetização foi impressa 4,2 bilhões de anos atrás, quando a rocha original contendo zircão esfriou pela primeira vez. No entanto, se os grãos de magnetita, em qualquer ponto de sua história, estivessem quentes o suficiente - acima de cerca de 600 ° C -, eles teriam perdido o alinhamento magnético e ganhado um novo quando esfriassem novamente. E exatamente esse evento de aquecimento pode ter ocorrido cerca de 2,6 bilhões de anos atrás, diz Benjamin Weiss, geólogo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e líder de um grupo que contestou as alegações de Tarduno. "Esses zircões têm histórias surpreendentemente longas e amplamente desconhecidas", diz ele.

Atualmente, nas Actas da Academia Nacional de Ciências , a equipe de Tarduno reúne uma nova linha de evidências para mostrar que a magnetização aconteceu no Hadeano, em vez de muito mais tarde. Os cristais de zircão contêm zonas ricas em íons de lítio que, quando aquecidas, podem sangrar ao longo do tempo em áreas adjacentes através de um processo chamado difusão química. Tarduno e seus colegas mediram as concentrações de lítio através dos limites dessas zonas em três de seus cristais de zircão. Em dois, eles encontraram evidências limitadas de difusão. Tarduno diz que é um sinal de que nunca foram aquecidos acima de 600 ° C em sua história de 4,2 bilhões de anos - e que sua assinatura magnética é original. "Eu acho que é uma descoberta notável."

Além disso, o único cristal de zircão que mostrou sinais de aquecimento é um erro externo de outra maneira: preserva um sinal magnético incomumente fraco. Em 2015, Tarduno e seus colegas concluíram que isso pode ser uma evidência de um campo magnético estranhamente variável há 4,2 bilhões de anos atrás. Mas agora, ele diz, parece que esse zircão em particular ganhou seu magnetismo mais tarde, e seu sinal fraco pode ser ignorado nas discussões sobre o campo magnético mais antigo da Terra. Fazer isso, diz Tarduno, sugere que a Terra Hadeana realmente tinha um campo magnético e um dínamo agitado em seu núcleo, tão forte quanto o que opera hoje.

Mark Harrison, geólogo da Universidade da Califórnia, Los Angeles, não está convencido com a nova análise, porque são necessárias altas temperaturas e longos períodos de tempo para que os íons de lítio se difundam através de um limite. Se um incidente de aquecimento elevasse os zircões acima de 600 ° C, mas persistisse por apenas 10.000 anos - um piscar de olhos para um geólogo - seria tempo suficiente para redefinir o magnetismo dos zircões, mas não difundir lítio. "Não acho que seja uma evidência remota de armas de fumo", diz ele.

A geóloga do MIT Claire Nichols não participou de nenhum dos estudos de Jack Hills, mas recentemente argumentou que o campo magnético da Terra existia há pelo menos 3,7 bilhões de anos atrás, depois de analisar rochas na Groenlândia. "É ótimo ver diferentes grupos de pesquisa se pressionando para usar técnicas cada vez mais avançadas", diz ela sobre o novo estudo. "Isso nos dá a melhor chance de entender o registro mais antigo do geodinâmico."

Fonte: Science

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Novos sinais de um campo magnético de proteção encontrado nos cristais de rocha mais antigos da Terra



O campo magnético da Terra produz uma aurora quando perturbada pelo vento solar. 
As primeiras terras da Terra, quentes e infernais, foram protegidas do alto. Os pesquisadores descobriram mais evidências de que nosso planeta tinha um forte campo magnético há 4,2 bilhões de anos, três quartos de bilhão de anos antes do que se pensava e apenas 350 milhões de anos após a formação da Terra. O campo teria protegido a Terra, protegendo sua atmosfera de ser arrancada por partículas de alta energia do Sol - e talvez ajudando a vida a ganhar uma posição.


Com poucas rochas sobreviventes para estudar, os geólogos lutam para reconstruir o tempo conhecido como Hadeano, que decorreu de 4,55 bilhões de anos atrás a 4 bilhões de anos atrás. Mas pistas fragmentárias - e controversas - podem ser encontradas em rochas mais jovens de 3 bilhões de anos de idade de Jack Hills, na Austrália Ocidental. Essas rochas contêm minúsculos cristais de um mineral resistente chamado zircão, que são lascas de um bloco ainda mais antigo: rochas hadeanas de 4,2 bilhões de anos que se formaram a partir do magma refrigerante.

Os cristais também preservam evidências de um antigo campo magnético, de acordo com uma equipe internacional liderada por John Tarduno, geofísico da Universidade de Rochester. Nem todos os pesquisadores estão convencidos pelo resultado, porque isso atrasaria a data de nascimento aceita do campo magnético da Terra em 750 milhões de anos. "Houve um grande grupo de pesquisa tentando provar que nossos resultados estavam errados", diz Tarduno. "Isso faz parte da ciência."

Tarduno e seus colegas relataram os campos pela primeira vez em uma análise publicada em 2015 na Science . Presos dentro de cerca de duas dúzias de zircões havia grãos ainda menores de um mineral contendo ferro, magnetita, que efetivamente transformava cada cristal em um minúsculo ímã de barra. Os pesquisadores descobriram que os campos magnéticos mantidos pelos grãos estavam todos alinhados, o que ocorre apenas se a magnetita é exposta a um campo magnético enquanto ele esfria.

A equipe de Tarduno diz que a magnetização foi impressa 4,2 bilhões de anos atrás, quando a rocha original contendo zircão esfriou pela primeira vez. No entanto, se os grãos de magnetita, em qualquer ponto de sua história, estivessem quentes o suficiente - acima de cerca de 600 ° C -, eles teriam perdido o alinhamento magnético e ganhado um novo quando esfriassem novamente. E exatamente esse evento de aquecimento pode ter ocorrido cerca de 2,6 bilhões de anos atrás, diz Benjamin Weiss, geólogo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e líder de um grupo que contestou as alegações de Tarduno. "Esses zircões têm histórias surpreendentemente longas e amplamente desconhecidas", diz ele.

Atualmente, nas Actas da Academia Nacional de Ciências , a equipe de Tarduno reúne uma nova linha de evidências para mostrar que a magnetização aconteceu no Hadeano, em vez de muito mais tarde. Os cristais de zircão contêm zonas ricas em íons de lítio que, quando aquecidas, podem sangrar ao longo do tempo em áreas adjacentes através de um processo chamado difusão química. Tarduno e seus colegas mediram as concentrações de lítio através dos limites dessas zonas em três de seus cristais de zircão. Em dois, eles encontraram evidências limitadas de difusão. Tarduno diz que é um sinal de que nunca foram aquecidos acima de 600 ° C em sua história de 4,2 bilhões de anos - e que sua assinatura magnética é original. "Eu acho que é uma descoberta notável."

Além disso, o único cristal de zircão que mostrou sinais de aquecimento é um erro externo de outra maneira: preserva um sinal magnético incomumente fraco. Em 2015, Tarduno e seus colegas concluíram que isso pode ser uma evidência de um campo magnético estranhamente variável há 4,2 bilhões de anos atrás. Mas agora, ele diz, parece que esse zircão em particular ganhou seu magnetismo mais tarde, e seu sinal fraco pode ser ignorado nas discussões sobre o campo magnético mais antigo da Terra. Fazer isso, diz Tarduno, sugere que a Terra Hadeana realmente tinha um campo magnético e um dínamo agitado em seu núcleo, tão forte quanto o que opera hoje.

Mark Harrison, geólogo da Universidade da Califórnia, Los Angeles, não está convencido com a nova análise, porque são necessárias altas temperaturas e longos períodos de tempo para que os íons de lítio se difundam através de um limite. Se um incidente de aquecimento elevasse os zircões acima de 600 ° C, mas persistisse por apenas 10.000 anos - um piscar de olhos para um geólogo - seria tempo suficiente para redefinir o magnetismo dos zircões, mas não difundir lítio. "Não acho que seja uma evidência remota de armas de fumo", diz ele.

A geóloga do MIT Claire Nichols não participou de nenhum dos estudos de Jack Hills, mas recentemente argumentou que o campo magnético da Terra existia há pelo menos 3,7 bilhões de anos atrás, depois de analisar rochas na Groenlândia. "É ótimo ver diferentes grupos de pesquisa se pressionando para usar técnicas cada vez mais avançadas", diz ela sobre o novo estudo. "Isso nos dá a melhor chance de entender o registro mais antigo do geodinâmico."

Fonte: Science

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