16 de fevereiro de 2018

As placas tectônicas e a vida na Terra

Por Marco Gonzalez


Meteoritos (por Max Pixel)
Nos primeiros 500 mil anos da Terra, impactos de meteoritos teriam fragmentado a litosfera 
propiciando o desenvolvimento da vida na Terra? 

Pelo que se sabe até agora, a Terra é o único planeta que abriga vida. Também se imagina que seja o único planeta, pelo menos no sistema solar, que tem a crosta quebrada em placas (talvez exceto Marte ainda que em menor escala).

Existiria alguma relação entre a vida e as placas tectônicas na Terra?

Tectônica de placas

Na ciência geológica, placa é uma "laje" de rocha sólida e o termo tectônica de placas se refere ao modo como a superfície da Terra é construída em placas. 


Principais placas tectônicas da Terra (por USGS)

A teoria da tectônica de placas sustenta que a camada mais externa da Terra é fragmentada em diversas placas que se movem umas em relação às outras. Essa teoria foi formulada na década de 1960 e procura explicar a estrutura e a movimentação da litosfera sobre a astenosfera subjacente, além de outros fenômenos associados. 

Há indicativos de que as placas tectônicas teriam começado a se agitar na Terra entre um bilhão e 4,2 bilhões de anos atrás. Estudos recentes datam o início desse processo em torno de 3 bilhões de anos, mas ainda não há consenso.  

 
Impacto de meteorito
(por Wikimedia Commons)
Estima-se que a idade da Terra seja de aproximadamente 4,5 bilhões de anos e que a vida apareceu por aqui há cerca de 3 bilhões de anos. Modelos computacionais já sugeriram que não havia tectônica de placas no passado distante da Terra, muito menos quando a vida surgiu. Esta hipótese contraria aqueles que pensam que a atividade tectônica seria necessária para a vida. Alguns pesquisadores, entretanto, dizem que a conclusão decorrente daqueles modelos computacionais seria prematura pois os diferentes pressupostos disponíveis para tais modelos precisariam ser debatidos antes de serem selecionados.

Acredita-se, inclusive, que impactos de meteoritos podem ter dado inicio à tectônica de placas e aumentado o campo magnético do nosso planeta. Isto teria acontecido no Hadeano, durante os primeiros 500 milhões de anos da existência da Terra.

Neste tempo todo, as placas tectônicas têm causado terremotos e erupções vulcânicas, mas não podemos resumi-las a um conjunto de desastres naturais. Há alguns fatos que podemos juntar e algumas questões que podemos discutir para analisá-las melhor. Haveria relação entre as placas tectônicas e a vida na Terra? Teriam elas contribuído para que a vida surgisse e se desenvolvesse? O que fizeram e fazem tem afetado nossa vida como seres humanos?

Aberturas para a origem da vida

Lar de diversos ecossistemas, as aberturas hidrotermais foram descobertas no final da década de 1970. São rachaduras localizadas no fundo dos oceanos próximo às bordas das placas tectônicas e provocadas por elas. Essas aberturas permitem que a água do mar se infiltre e seja ejetada de volta ao oceano aquecida pelo magma. 

Há indícios de que aberturas de ventilação semelhantes podem ter dado origem às primeiras formas de vida na Terra. 

Controle da temperatura

Durante a movimentação das placas tectônicas, carbono é transportado de dentro para fora da Terra e vice-versa, sendo este um mecanismo que regula a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera. 

O dióxido de carbono atua como um termostato global. Sem ele, a temperatura do nosso planeta poderia chegar ao verão escaldante de Vênus, com muito dióxido de carbono presente na atmosfera, ou ao inverno gélido de Netuno ou Plutão, com uma quantidade menor de dióxido de carbono tendo dificuldade de reter o calor.

Esse processo é cíclico. Quando chove, os pingos da chuva dissolvem o gás da atmosfera fazendo-o chegar até as rochas expostas na superfície da Terra. Através de reações químicas, o carbono e minerais como o cálcio são liberados. Esse material é levado pela água e, chegando ao oceano, são formadas rochas carbonatadas e produtos orgânicos como conchas marinhas. Posteriormente, o carbonato, instalado nos fundos oceânicos, pode encontrar uma placa tectônica que, subduzida, carrega o carbono para o interior da terra. 

Esquema mostrando uma zona de subducção com convergência de placas tectônicas (por Yug)

No caminho de volta, o vulcanismo, que é mantido ativo com a ajuda das placas tectônicas, joga carbono novamente para a atmosfera na forma de dióxido de carbono e, assim, retornamos ao início do processo.

Proteção contra o vento solar

Tudo indica que a movimentação constante das placas tectônicas seja fundamental para a manutenção do campo magnético da Terra. Ele é gerado pelo núcleo de ferro fundido, agitado pela convecção que, por sua vez como se sabe, depende da taxa de resfriamento do planeta. 


Campo magnético protege a Terra dos ventos solares (por NASA)

Sem o campo magnético da Terra, o vento solar rasgaria a atmosfera e a vida por aqui seria inviável. 

Mais nutrientes (ou menos)

A erosão das rochas dos continentes é essencial fonte fornecedora de nutrientes para os oceanos. As taxas de erosão aumentam dramaticamente com a formação de cadeias de montanhas decorrente da colisão gradual de placas tectônicas.

As concentrações de oligoelementos, como cobre, zinco, fósforo, cobalto e selênio, são fundamentais para quase todo o tipo de vida, do fitoplâncton marinho aos seres humanos.  

Quando os oceanos são mais ricos em oligoelementos, verifica-se um rápido crescimento do plâncton que parece se correlacionar com os períodos de maior mudança evolutiva. É o caso do Ediacarano (da era Neoproterozoica do éon Proterozoico - 635 a 542 milhões de anos) e do Cambriano (541 a 485 milhões de anos), quando a vida animal multicelular experimentou importantes alterações. 

Nos momentos pobres em oligoelementos há esgotamento do plâncton. Este pode ser incluído entre os fatores responsáveis por três grandes eventos de extinção em massa no Ordoviciano, no Devoniano e no Triássico.
Hynerpeton bassetti, um tetrápode do Devoniano tardio da América do Norte
(por Nobu Tamura)

Por outro lado, os tetrápodes, considerados como primeiros animais terrestres, surgiram há cerca de 370 milhões de anos. Nessa época houve uma diminuição dos nutrientes dos oceanos com a migração para os continentes de certos animais, como os peixes sarcopterygianos com membros robustos.

Maior diversidade de lares

A tectônica de placas produz, na Terra, uma geografia diversificada e, com ela, as diferentes formas de vida encontram uma ampla gama de habitats. Naturalmente, habitats adequados favorecem o desenvolvimento e a biodiversidade.

Maior riqueza mineral

Nas zonas de subdução, tanto a alta pressão quanto a temperatura são fatores primordiais para a concentração de metais em futuros minérios. 

Isto permite dizer que, direta ou indiretamente, os depósitos de minério metálico são restos de eventos de subdução que ocorreram no passado, mesmo que esses depósitos se localizem longe dos limites de qualquer placa tectônica.

Mais inteligência


Lucy desce da árvore no
Smithsonian Museum,
EUA (Por Tim Evanson) 
Elevações de montanhas e terras altas desde a Etiópia até a África do Sul, conhecidas como Wall of Africa, são formadas por forças tectônicas. Elas bloquearam a umidade do oceano e converteram florestas tropicais em bosques e savanas. Como consequência, nossos antepassados desceram das árvores e começaram a andar no solo em busca de alimento. 

Essas elevações iniciaram sua formação há cerca de 30 milhões de anos, mas se intensificaram entre 7 e 2 milhões de anos atrás, coincidentemente quando o hominis desenvolveu o bipedalismo. 

Foi o que já havia feito a Australopithecus afarencis Lucy há 3,2 milhões de anos.

Essas mudanças climáticas transformaram o hominídeo quadrúpede de vida arbórea, com cérebro pequeno, em um bípede de vida terrestre. Seu cérebro teria crescido e apresentaria funções mais complexas produzidas pela transição de uma dieta vegetariana para uma dieta carnívora onívora.

As placas tectônicas fazem o que podem, continuarmos eretos depende das nossas escolhas que, por sua vez, depende da nossa inteligência. Teremos sucesso quando todos os "sapiens" tiverem descido das árvores.

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