Pesquisadores da Penn State e da Universidade de Columbia descobriram que os continentes estáveis da Terra se formaram por meio de calor extremo superior a 900 graus Celsius na crosta inferior. Esse processo envolveu elementos radioativos migrando para cima para resfriar e fortalecer as massas de terra. As descobertas também oferecem insights sobre a distribuição de minerais e habitabilidade planetária.
Por bilhões de anos, os continentes da Terra forneceram uma base estável para a vida, mas os cientistas há muito se intrigam com sua durabilidade. Um novo estudo publicado na Nature Geoscience explica que a formação de uma crosta continental duradoura exigiu temperaturas acima de 900 graus Celsius na crosta inferior do planeta. Nessas temperaturas ultra-altas, elementos radioativos como urânio, tório e potássio se deslocaram para cima. Ao decaírem, geraram calor, mas também o transportaram para longe das camadas mais profundas, permitindo que a crosta inferior esfriasse, solidificasse e ganhasse força.
A crosta continental como existe hoje começou a se formar há cerca de 3 bilhões de anos, evoluindo de uma versão anterior menos rica em silício. A pesquisa mostra que esse processo demandou temperaturas cerca de 200 graus Celsius mais quentes do que se estimava anteriormente. O autor principal, Andrew Smye, professor associado de geociências na Penn State, comparou-o à forja de aço: "O metal é aquecido até ficar suficientemente macio para ser moldado mecanicamente por golpes de martelo. Esse processo de deformar o metal sob temperaturas extremas realinha a estrutura do metal e remove impurezas—ambos fortalecem o metal, culminando na tenacidade do material que define o aço forjado. Da mesma forma, forças tectônicas aplicadas durante a criação de cinturões montanhosos forjam os continentes."
Para chegar a essas conclusões, a equipe analisou centenas de amostras de rochas dos Alpes na Europa e do sudoeste dos Estados Unidos, focando em rochas metassedimentares e metaigneas. Eles compararam amostras de condições de alta temperatura e ultralta temperatura, descobrindo que rochas derretidas acima de 900°C continham quantidades significativamente menores de urânio e tório. Smye observou: "É raro ver um sinal consistente em rochas de tantos lugares diferentes. É um daqueles momentos eureka em que você pensa 'a natureza está tentando nos dizer algo aqui.'"
No início da história da Terra, a produção de calor radioativo era cerca de o dobro dos níveis atuais, permitindo tal forja intensa. Hoje, com menos calor, a formação de crosta estável seria menos provável. Além da geologia, o estudo ajuda a localizar minerais críticos como lítio, estanho e tungstênio, redistribuídos por esses processos, que são vitais para tecnologias incluindo smartphones e veículos elétricos. Smye explicou: "Continentes estáveis são um pré-requisito para a habitabilidade, mas para que eles ganhem essa estabilidade, eles têm que esfriar." Isso também pode ajudar a identificar exoplanetas habitáveis com mecanismos semelhantes impulsionados pelo calor.