As rochas envelhecem?

Nosso planeta está em um equilíbrio dinâmico mantido principalmente pelos ciclos que existem nele. Alguns desses ciclos são muito debatidos no dia-a-dia, como os ciclos da vida e da água, no entanto, as rochas também fazem parte do seu próprio ciclo. Nele, pode haver nascimento de rochas, metamorfose de um tipo de rocha em outra e até fragmentação delas em partículas muito pequenas, dando origem às areias e argilas, por exemplo. 

Figura 1. Esquema do ciclo das rochas. (Fonte: O ciclo das rochas na natureza, 2009).

As argilas têm personalidade?

Em todo ciclo, o fim de uma etapa marca o início de outra, e no ciclo das rochas não é diferente. Cada rocha tem sua identidade química própria e está exposta a condições variadas a depender da sua localização no planeta Terra. A combinação desses dois fatores principais, composição e localização, é o que determina a identidade de cada mineral argiloso. Em regiões frias do globo, como Groenlândia e Antártica, a fragmentação das rochas é mediada pelas flutuações de temperatura que regulam os ciclos de congelamento da água. Em épocas mais quentes do verão polar, parte do gelo se transforma em água e penetra nas pequenas fendas das rochas, mas ao se congelar novamente no inverno, a água se expande para formar o gelo e isso promove a abertura das fendas existentes e a formação de novas falhas. Por outro lado, não há formação de gelo na Amazônia nem em outras áreas tropicais, então como as rochas envelhecem nos trópicos? Elas “envelhecem” através das reações químicas com a água e com compostos orgânicos. A água promove reações de hidratação, oxidação, dissolução e hidrólise que fragmentam e modificam quimicamente as rochas. 

Como resultado de todos esses processos, há o nascimento dos minerais argilosos. Nos trópicos, predominam as argilas com poucas cargas negativas superficiais e os minerais de óxidos de ferro e alumínio, ricos em cargas positivas; enquanto que nos pólos e nas regiões temperadas, predominam as argilas com muitas cargas negativas superficiais. Assim, esses minerais, que estão presentes em todas as partes da superfície do globo, interagem de forma diferente com cada ser vivo microscópico. 

Figura 2. Fragmentação de rochas por formação de gelo dentro de fissuras. (Fonte: https://www.cp2.g12.br/blog/re2/files/2017/02/Primeiro-ano-Atividade-12-Geografia.pdf).

As “Criptas” para microrganismos!

Cargas opostas se atraem e cargas iguais se repelem. Este é o princípio natural básico que orienta a interação das argilas com a vida no nosso planeta. As cargas estão presentes em muitas situações na natureza, um exemplo é a superfície das bactérias, que é repleta de cargas que interagem constantemente com os elementos externos, seja para absorver nutrientes ou para encontrar alimentos e as bactérias estão por todas as partes do planeta, incluindo solos, rios, lagos e mares, assim como os minerais de argilas. 

Devido às cargas da superfície bacteriana e as cargas das argilas e óxidos, essas duas entidades da natureza podem interagir de variadas maneiras. Em lagos e riachos, a presença de argila contribui para aumentar muito a deposição de matéria orgânica em camadas no fundo da coluna d’água; ao mesmo tempo, as argilas podem se ligar à superfície das bactérias por interação de cargas opostas e “aprisionar” esses pequenos organismos em criptas feitas de argilas ou de óxidos. Além disso, os óxidos de ferro e alumínio, comuns nos trópicos do planeta, podem também recobrir superficialmente estruturas de bactérias e, com sorte, eles preservam estas estruturas no registro geológico por muitos anos. 

Figura 3. Um microrganismo no meio com diversas partículas de argila coladas na superfície dele. (Fonte: artigo científico “Microbe-clay interactions as a mechanism for the preservation of organic matter and trace metal biosignatures in black shales, 2017”).

As guardiãs da história!

Nós da Astrobiologia nos interessamos muito por registros da vida, e os registros geológicos são especialmente interessantes porque podem durar alguns bilhões de anos. Todos os dias, ao morrerem, as bactérias viram alimento para outros micróbios e ajudam a manter o ciclo da vida.  Porém, quando partículas de argila ou óxidos de ferro encapsulam uma bactéria, isso impede que essa bactéria vire alimento e pode preservar sua estrutura. Em ambos os casos, registro geológico pode se formar.

Figura 4. Estruturas tubulares ricas em óxidos de ferro e que podem ser os fósseis mais antigos conhecidos no nosso planeta. (Fonte: https://www.nationalgeographic.com/science/article/oldest-life-earth-iron-fossils-canada-vents-science).

Além disso, argilas estão em corpos d’água causando deposição de matéria orgânica em camadas no fundo da coluna de água. Essas camadas formadas funcionam como fotografia da composição da água e até da atmosfera de uma época, podendo carregar marcas da presença de vida. A essas “marcas de vida” damos o nome de bioassinaturas

Na Terra, as bioassinaturas existem e estão sendo estudadas para desvendar a história da vida no nosso planeta e no universo. Acreditamos que, se outros planetas já abrigaram a vida como a conhecemos, então esses registros podem ter sido preservados em “criptas” de argila e estão aguardando para serem estudados e terem sua história contada.