Uma estrutura de impacto de 70 quilômetros de extensão no Outback australiano (regiões desérticas afastadas das cidades) foi datada de 2,2 bilhões de anos, tornando-a a mais antiga cratera de asteroide conhecida na Terra. Fascinantemente, esse asteroide provavelmente mergulhou em uma imensa camada de gelo, desencadeando um período de aquecimento em escala global.

Um novo estudo publicado nesta semana na Nature Communications confirma que a cratera Yarrabubba no oeste da Austrália é a mais antiga cratera de impacto reconhecida na Terra. Com idade estimada em 2,229 bilhões de anos, ela é cerca de 210 milhões de anos mais velha do que o Vredefort Dome de 200 quilômetros na África do Sul e 380 milhões de anos mais velha do que a estrutura de impacto Sudbury de 180 quilômetros em Ontário, Canadá.

O autor principal do novo estudo, Timmons Erickson, da NASA Johnson Space Center e da Curtin University, na Austrália, juntamente com seus colegas, também apresentou evidências sugerindo que o asteroide de 7 quilômetros de extensão que formou a cratera Yarrabubba atingiu uma imensa camada de gelo, enviando grandes quantidades de vapor de água na atmosfera e potencialmente aquecendo o clima em todo o mundo.

Mapa da estrutura de impacto de Yarrabubba. Imagem: TM Erickson et al., 2020/Nature Communications

A cratera de Yarrabubba já era conhecida pelos cientistas, mas a estrutura não tinha sido datada com confiança devido a vários fatores, como sua idade extrema, o acúmulo constante de materiais geológicos sobrepostos e sua localização remota no oeste da Austrália. Os esforços anteriores de datação foram amplos, estendendo-se de 1,1 bilhão a 2,6 bilhões de anos. Em 2003, a equipe que primeiro identificou a estrutura como uma antiga cratera de impacto forneceu uma idade possível em torno de 2,23 bilhões de anos, mas eles acreditavam que esse era um número anômalo. Acontece que essa estimativa foi bastante boa, de acordo com a nova pesquisa.

Para datar a estrutura, Erickson e seus colegas analisaram minerais chocados retirados da base da cratera fortemente erodida. Especificamente, eles analisaram o zircão e a monazita que foram recristalizados pelo choque do impacto, daí o termo “minerais chocados”.

“O zircão e a monazita são dois dos relógios geológicos de chumbo e urânio mais usados”, disse Erickson ao Gizmodo por e-mail. “Como sua estrutura cristalina pode incorporar urânio – mas não chumbo – quando cristaliza, e o urânio se decompõe em chumbo a uma taxa conhecida, podemos usar as proporções de urânio e isótopos de chumbo para determinar sua idade”.

Texturas de recristalização de choque de monazita e zircão. Imagem: TM Erickson et al., 2020/Nature Communications

A equipe usou uma abordagem única para identificar cuidadosamente as partes dos minerais que foram recristalizadas pelo impacto do asteroide.

“O asteroide médio que atravessa a Terra viaja a mais de 15 quilômetros por segundo, o que durante um evento de impacto resulta em temperaturas e pressões extremas”, disse Erickson. “Essas condições podem recristalizar o zircão e a monazita, expulsar o chumbo na estrutura de cristal e, assim, redefinir o relógio até zero. Ao segmentar os domínios específicos que recristalizaram, conseguimos datar o evento de impacto”

Este método resultou no número de 2,229 bilhões de anos, com uma margem de erro de 5 milhões de anos.

Curiosamente, essa data coincide com o fim de uma era glacial em escala global, conhecida como período Terra Bola de Neve.

Modelos mostrando o asteroide mergulhando na camada de gelo continental e na rocha abaixo. Imagem: TM Erickson et al., 2020/Nature Communications

“Aproximadamente 2,4 bilhões de anos atrás, a vida começou a fotossintetizar o suficiente para alterar a composição da atmosfera da Terra, reduzindo a quantidade de dióxido de carbono e metano e aumentando a quantidade de oxigênio”, disse Erickson. “Isso, juntamente com o crescente desgaste, resultou no resfriamento da superfície da Terra, como evidenciado por depósitos glaciais que variam de 2,4 a 2,2 bilhões de anos atrás.”

Como o impacto de Yarrabubba coincide com o mais jovem desses depósitos glaciais, os pesquisadores decidiram simular os efeitos de um impacto de asteroide que faria com que uma ruptura de 70 quilômetros de extensão aparecesse em uma camada de gelo continental, além de modelar a quantidade de vapor de água que seria lançado como resultado dessa colisão. Os resultados mostraram que o impacto teria lançado entre 87 trilhões e 5.000 trilhões de quilos de vapor de água no céu. Desnecessário dizer que isso teria afetado o clima.

“Postulamos que um impacto do tamanho de Yarrabubba em uma camada de gelo liberaria vapor de água significativo, que é um gás de efeito estufa ainda mais eficiente que o dióxido de carbono”, disse Erickson ao Gizmodo. “Se o tempo de permanência da água na atmosfera da Terra for longo o suficiente, isso pode criar um aquecimento significativo da atmosfera do planeta; no entanto, modelos climáticos adicionais serão necessários para provar se esse é um mecanismo viável para aquecer a superfície da Terra”, acrescentou.

De fato, embora o impacto possa ter contribuído para o fim do período da Terra Bola de Neve, mais pesquisas serão necessárias para elucidar completamente seu papel na geração de uma tendência de aquecimento em todo o planeta e seus efeitos a longo prazo.

Um aspecto encorajador deste estudo é como os cientistas conseguiram datar uma estrutura de impacto tão antiga e complexa. Consequentemente, os geólogos devem continuar a procurar crateras de asteroides ainda mais antigas que possam revelar ainda mais sobre a história da Terra.