Um estudo recente concluiu que a maior parte dos depósitos de terras raras - fontes de metais indispensáveis para a eletrónica e para tecnologias de energia limpa - está localizada acima de antigas zonas de colisão hoje enterradas. Essas faixas formaram-se quando placas tectónicas se chocaram e uma delas afundou profundamente sob os continentes.
O resultado muda a forma de encarar o mapa mineiro atual, sugerindo que o que vemos à superfície reflete transformações tectónicas profundas instaladas muito antes de fusões posteriores gerarem minérios economicamente aproveitáveis.
Pegadas tectónicas enterradas
Ao comparar reconstruções de continentes ao longo do tempo geológico, as coincidências mais fortes surgiram em áreas onde colisões duradouras de placas comprimiram as margens continentais e deixaram, em profundidade, zonas quimicamente modificadas.
Ao seguir a evolução dessas faixas ocultas, Carl Spandler, professor da Universidade de Adelaide, e a sua equipa registaram o mesmo padrão em 412 locais já mapeados.
Os autores estimaram que cerca de 29 milhões de milhas quadradas (75 milhões de km²) de crosta continental se encontra acima dessas regiões profundas alteradas. As maiores concentrações apareceram sobretudo onde vários cinturões antigos se sobrepõem.
Esse acúmulo torna difícil tratar a correlação como mero acaso e leva à questão central: como essas zonas enterradas, tão antigas, acabaram por originar rochas com teor de minério?
Por que os carbonatitos importam
Muitos dos depósitos de terras raras mais ricos estão associados a carbonatitos, rochas ígneas raras com abundância de minerais carbonatados, e não a lavas comuns.
Esses magmas formam-se bem abaixo dos continentes, em contextos em que pequenas percentagens de fusão parcial concentram elementos que não se acomodam facilmente nos minerais mais frequentes.
Trabalhos do U.S. Geological Survey (USGS) descrevem, desde a década de 1960, os carbonatitos como a principal fonte de elementos de terras raras leves.
No conjunto analisado, aproximadamente 67% dessas rochas hospedeiras situavam-se dentro das mesmas zonas antigas, reforçando a ligação entre magmas portadores de minério e essa herança tectónica profunda.
Mudanças profundas no manto
Quando uma placa mergulha sob outra - a subducção, mecanismo que recicla crosta no manto - água, carbono e elementos-traço são transportados para baixo.
Uma parte desse material pode voltar a ascender para a litosfera mantélica sobrejacente, a “casca” rígida sob os continentes, alterando a sua composição.
Essa assinatura química reduz a temperatura necessária para ocorrer fusão numa etapa posterior, permitindo que magmas incomuns se formem sem exigirem calor extraordinário.
Em vez de gerar minério de imediato, a fase de colisão parece “carregar” a crosta profunda com ingredientes capazes de permanecer no local por períodos muito longos.
Momento de formação
A cronologia enfraqueceu uma visão simples de causa e efeito, porque a etapa de preparação em profundidade e o episódio de geração de magma, muitas vezes, ficaram separados por intervalos enormes.
“Esse intervalo de tempo é um dos aspectos mais surpreendentes das nossas descobertas”, disse Spandler.
Em certos casos, a diferença variou de milhões de anos até quase 2 mil milhões de anos.
Essa demora dissocia o antigo “primer” químico do gatilho mais recente, abrindo espaço para múltiplos caminhos que podem culminar na fusão.
Onde a sobreposição aumenta
As coincidências mais densas apareceram em continentes que passaram por colisões repetidas, com destaque para a América do Norte, o sul de África e a China.
Blocos antigos e estáveis conhecidos como crátons - as porções mais resistentes que sobreviveram da crosta continental - parecem conservar particularmente bem essas zonas profundas enriquecidas.
Cerca de 85% das regiões férteis mapeadas sobrepunham-se entre si, indicando que vários eventos antigos empilharam os seus efeitos.
Áreas escondidas sob o gelo da Antártida ainda podem ajustar-se ao padrão, embora seja difícil confirmar depósitos nessas condições.
Por que as plumas perdem força
Hipóteses anteriores frequentemente atribuíam às plumas do manto - colunas ascendentes de rocha quente - o papel principal na origem desses depósitos.
No entanto, muitos carbonatitos, rochas vulcânicas raras que hospedam a maioria dos depósitos de terras raras, não exibem uma ligação evidente a essas fontes de calor, e a sua química sugere formação a temperaturas mais baixas.
Como o novo mapeamento alinha os depósitos com antigas zonas onde placas tectónicas colidiram, a ideia de que plumas ascendentes fizeram a maior parte da “preparação” perde força.
Isso não elimina a possibilidade de plumas atuarem como gatilhos posteriores, mas retira-as do centro da explicação.
Gatilhos após longas demoras
Mesmo com um manto enriquecido, ainda era necessário algum tipo de perturbação, pois esse material não se transforma sozinho num depósito por fusão espontânea.
Rifteamento, deformação, aquecimento nas proximidades ou alívio de pressão podem empurrar a rocha já preparada para além do seu ponto de fusão reduzido.
Quando a fusão começa, os elementos raros concentram-se porque tendem a permanecer no líquido, em vez de entrar nos cristais mais comuns.
Essa sequência ajuda a explicar por que minérios podem surgir longe de limites ativos de placas e, ainda assim, carregar uma assinatura mais antiga.
A exploração fica mais focada
Para a prospeção mineral, o estudo não apenas reinterpretou rochas antigas: ele também reduziu a área de procura à escala global.
Apenas cerca de 35% da crosta continental ficou dentro das zonas férteis mapeadas, mas essas áreas concentraram a maioria dos depósitos.
“Esta pesquisa mostra que os ingredientes para esses depósitos de minerais críticos foram colocados no lugar há muitos milhões - e até milhares de milhões - de anos”, disse Spandler.
Com essa lógica, a exploração pode tornar-se mais direcionada, uma vez que cinturões tectónicos antigos permitem que empresas e governos planeiem levantamentos com menos incerteza.
Limites do mapa
Nem todos os depósitos caíram dentro das zonas delineadas, e o modelo, de forma deliberada, deixou fora do seu foco vários processos de formação de minério.
Subducção de curta duração, movimentações crustais posteriores, erosão e plumas do manto podem produzir “falhas” na correspondência ou mascarar sinais mais antigos.
Além disso, as regiões-fonte ocultas mais antigas ultrapassam a janela de 2 mil milhões de anos usada no mapa, o que mantém parte da história profunda fora de alcance.
Ainda assim, em testes aleatórios, os pontos caíram dentro de zonas férteis apenas cerca de um terço das vezes, bem abaixo da taxa real de coincidência observada.
Legado da Terra profunda
As colisões antigas parecem ter enriquecido os continentes com a química necessária, enquanto perturbações mais jovens teriam decidido quando esses ingredientes enterrados, finalmente, se fundiriam.
Reconstruções tectónicas mais precisas podem estreitar ainda mais esses alvos, sobretudo em regiões cobertas por gelo e em terrenos mais antigos do que os que o mapa atual consegue acompanhar.
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