A Terra deve ter experimentado algo excepcional há 10 milhões de anos. Nosso estudo de amostras de rochas do piso do Oceano Pacífico encontrou um estranho aumento no isótopo radioativo beryllium-10 durante esse período.
Esta descoberta, agora publicada em Comunicações da naturezaabre novos caminhos para os geólogos para namorar eventos anteriores obtidos no fundo dos oceanos.
Mas a causa da anomalia do berílio-10 permanece desconhecida. Poderia ter sido grandes mudanças nas correntes globais do oceano, uma estrela moribunda ou uma colisão interestelar?
Pedras lentas no fundo
Estou em uma caçada pela Stardust na terra. Anteriormente, eu vistei através da neve na Antártica. Desta vez, foram as profundezas do oceano.
A uma profundidade de cerca de 5.000 metros, a zona abissal do Oceano Pacífico nunca viu luz, mas algo ainda cresce lá.
As crostas ferromanganesas – rochas subaquáticas metálicas – crescem de minerais dissolvidos na água lentamente se unindo e solidificando em escalas de tempo extremamente longas, apenas alguns milímetros em um milhão de anos. (Estalactites e estalagmites em cavernas crescem de maneira semelhante, mas milhares de vezes mais rápida.)
Isso faz de crostas ferromanganesas arquivos ideais para capturar a poeira estelar ao longo de milhões de anos.
A idade dessas crostas pode ser determinada por datação radiométrica usando o isótopo radioativo beryllium-10. Este isótopo é produzido continuamente na atmosfera superior quando os raios cósmicos altamente energéticos atingem moléculas de ar. As greves separam os principais componentes do nosso ar – nitrogênio e oxigênio – em fragmentos menores.
Tanto Stardust quanto Beryllium-10 acabam chegando aos oceanos da Terra, onde eles se incorporam à crescente crosta ferromanganesa.
Uma das maiores crostas ferromanganesas foi recuperada em 1976 do Pacífico Central. Armazenado por décadas no Instituto Federal de Geociências e Recursos Naturais em Hanover, Alemanha, uma seção de 3,7 kg tornou -se objeto de minha análise.
Assim como os anéis de árvores revelam a idade de uma árvore, as crostas ferromanganesas registram seu crescimento em camadas ao longo de milhões de anos. O Beryllium-10 sofre decaimento radioativo muito lentamente, o que significa que gradualmente se decompõe ao longo de milhões de anos, pois fica nas rochas.
À medida que o berílio-10 decai com o tempo, sua concentração diminui em camadas de sedimentos mais antigas e mais profundas. Como a taxa de decaimento é estável, podemos usar isótopos radioativos como cronômetros naturais para discernir a idade e a história das rochas – isso é chamado de namoro radioativo.
Uma anomalia intrigante
Após extenso processamento químico, meus colegas e eu usamos espectrometria de massa do acelerador-uma técnica analítica ultra-sensível para isótopos radioativos de vida mais longa-para medir as concentrações de berílio-10 na crosta.
Desta vez, minha pesquisa me levou de Canberra, Austrália a Dresden, Alemanha, onde a configuração no Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf foi otimizada para medições de Beryllium-10.
Os resultados mostraram que a crosta cresceu apenas 3,5 centímetros nos últimos 10 milhões de anos e tinha mais de 20 milhões de anos.
No entanto, antes que eu pudesse voltar à minha busca por Stardust, encontrei uma anomalia.
Inicialmente, ao procurar no tempo, a concentração de berílio-10 diminuiu conforme o esperado, após seu padrão de decaimento natural-até cerca de 10 milhões de anos atrás. Nesse ponto, a diminuição esperada foi interrompida antes de retomar seu padrão normal há cerca de 12 milhões de anos.
Isso foi intrigante: a decadência radioativa segue leis estritas, o que significa que algo deve ter introduzido berílio-10 extra na crosta naquele momento.
O ceticismo é crucial na ciência. Para descartar erros, repeti a preparação e as medidas químicas várias vezes – mas a anomalia persistiu. A análise de diferentes crostas em locais a quase 3.000 km de distância deu o mesmo resultado, uma anomalia de berílio-10 há cerca de 10 milhões de anos atrás. Isso confirmou que a anomalia era um evento real e não uma irregularidade local.
Correntes oceânicas ou estrelas explosivas?
O que poderia ter acontecido na Terra para causar essa anomalia há 10 milhões de anos? Não temos certeza, mas existem algumas opções.
No ano passado, um estudo internacional revelou que a corrente circumpolar antártica – o principal fator da circulação global do oceano – intensificou cerca de 12 milhões de anos atrás, influenciando os padrões da corrente do Oceano Antártico.
Essa anomalia de berílio-10 na marca do Pacífico poderia marcar o início da moderna circulação global do oceano? Se as correntes oceânicas fossem responsáveis, o Beryllium-10 seria distribuído de maneira desigual na Terra, com algumas amostras, mesmo mostrando uma falta de berílio-10. Novas amostras de todos os principais oceanos e ambos os hemisférios nos permitiriam responder a essa pergunta.
Outra possibilidade surgiu no início do ano passado. Os astrofísicos demonstraram que uma colisão com uma densa nuvem interestelar poderia comprimir a heliosfera – o escudo protetor do sol contra a radiação cósmica – de volta à órbita de mercúrio. Sem essa barreira, a Terra seria exposta a um aumento do fluxo de raios cósmicos, levando a uma elevada taxa de produção global de berílio-10.
Uma explosão de supernova quase na terra também pode causar um fluxo de raios cósmicos aumentado, levando a uma anomalia de berílio-10. Pesquisas futuras explorarão essas possibilidades.
A descoberta de tal anomalia é uma queda para a datação geológica. Vários arquivos são usados para investigar o clima, a habitabilidade e as condições ambientais da Terra em diferentes escalas de tempo.
Para comparar núcleos de gelo com sedimentos, crostas ferromanganesas, espeleotemas (estalagmites e estalactites) e outros, seus prazos precisam ser síncronos. Marcadores de tempo independentes, como os eventos do Miyake ou a excursão de Laschamp, são inestimáveis para alinhar registros milhares de anos. Agora, podemos ter um marcador de tempo correspondente por milhões de anos.
Enquanto isso, minha busca por Stardust continua, mas agora fica de olho em novas amostras de 10 milhões de anos para prender ainda mais a anomalia do Beryllium-10. Fique atento.
Dominik Koll é professor honorário da Universidade Nacional da Austrália. Este artigo é republicado de A conversa.
Publicado – 19 de fevereiro de 2025 06:00
