AMOSTRA DE BRECHA DE IMPACTO, SUEVITO OU IMPACT MELT BRECCIA, DA CRATERA DO METEORITO METÁLICO ODESSA COM 64 MIL ANOS.
Quando um bólido de grandes dimensões, superiores a 100 m quando chega à troposfera, atinge a superfície da Terra, ocorre a formação de uma cratera de impacto. Vimos no artigo anterior sobre astroblemas que um impacto de meteorito gigante produz uma cratera através de três estágios principais, o contato e compressão, escavação e modificação.
Durante o estágio de escavação uma grande quantidade de energia cinética do projétil cósmico original é transferida para as rochas impactadas, chamadas de rochas-alvo, e como resultado estas rochas fundem, recristalizam, são pulverizadas e brechadas. Existem muitos processos ocorrendo ao mesmo tempo. A maioria do material pulverizado é lançado para longe da cratera formando depósitos de ejeta. Em crateras de idade recente, como muitas observadas na Lua, os depósitos de ejeta formam padrões radiais para longe do centro da cratera.
Outros depósitos são formados de pedaços de rochas que foram escavadas durante o impacto, estes ocorrem quando clastos das rochas-alvo se misturam entre si e são cimentados pelo material fundido e cristalizado rapidamente. Estas rochas são brechas cimentadas por vidros de impacto. Outras feições se desenvolvem em fraturas e falhas, juntas de alívio geradas pelo alívio de estresse do estágio de modificação da cratera. Neste estágio formam-se veios e filões de rocha vitrificada, por onde o líquido silicoso percorreu e preencheu as fraturas de alívio formando pseudotaquilitos. Os pseudotaquilitos são preenchimentos de fraturas nas rochas encaixantes de material fundido e rapidamente solidificado formando vidros. Tais vidros não são de origem vulcânica, mas de origem tectônica.
Num contexto geológico normal um pseudotaquilito é formado por falhas tectônicas, zonas de cisalhamento, transformantes. No contexto de metamorfismo de impacto, o processo que gera estas rochas especiais, os pseudotaquilitos são gerados por tectônica de impacto cósmico. O material fundido pela energia do impacto migra para juntas de alívio na cratera formando depósitos de material vítreo. As brechas de impacto são rochas formadas de clastos de múltiplas litologias originais das rochas-alvo, estes clastos são cimentados por material fundido ou por material depositado posteriormente na cratera. Brechas sedimentares de impacto são chamadas de brechas de fallback, estas rochas contêm em sua matriz esferulitos, pequenas esferas de vidro de material fundido e pulverizado para fora da cratera. Esse material se sedimenta novamente formando depósitos de brechas junto dos clastos maiores. As brechas de impacto cimentadas por matriz fundida são chamadas de suevitos e ocorrem preenchendo grandes fraturas na cratera, ocorrendo em veios, filões de diques. Os suevitos são as rochas mais abundantes em um terreno de impacto meteorítico.
BRECHA DE FALLBACK DA CRATERA DE SUDBURY BASIN, CANADÁ. NOTAR A TEXTURA E ESTRUTURA SEMELHANTE A UMA BRECHA VULCÂNICA, UM IGNIMBRITO. O MATERIAL FOI LANÇADO E MISTURADO SENDO CIMENTADO POR UMA MATRIZ FINA E VÍTREA.
VEIO BRECHADO DE PSEUDOTAQUILITOS - O MATERIAL ESCURO NO AFLORAMENTO, DA CRATERA DE VREDEFORT, ÁFRICA DO SUL.
Já vimos alguns dos principais impactitos, isto é, rochas geradas por impacto de meteorito. Os principais impactitos vistos aqui são os pseudotaquilitos, brechas de fallback e suevitos. Mas terrenos de impacto possuem rochas que preservam a passagem da onda de choque do impacto meteorítico. Estas rochas contêm fraturas penetrativas com formatos cônicos fractais, que quebram com a mesma simetria cônica em múltiplas direções, estes impactitos são chamados de shatter-cones ou cones de estilhaçamento. Estas estruturas se desenvolvem quando a velocidade da onda de choque rompe a barreira de velocidade da onda sísmica no interior das rochas da mesma forma quando um avião supersônico rompe a velocidade do som no ar gerando ondas de choque cônicas denominadas de Cone de Mach. Os equivalentes do cone de Mach nas rochas são os shatter-cones, que permanecem impressos na rocha como marcadores definitivos de impacto cósmico. Dependendo da reologia da rocha, isto é, o comportamento de elasticidade ou plasticidade da rocha, os shatter-cones são bem definidos ou mal definidos nos afloramentos de rochas impactadas. Geralmente os shatter-cones mais interessantes e facilmente visíveis ocorrem em rochas carbonáticas e em arenitos. Na bacia de impacto de Sudbury no Canadá os shatter-cones se apresentam em gnaisses e estes são um pouco difíceis de visualizar, mas ocorrem amplamente em diversos afloramentos estudados no interior da antiga astroblema.
AMOSTRA DE SHATTER-CONE EM ROCHA CALCÁRIA.
AFLORAMENTO DE SHATTER-CONES EM QUARTZITOS, CRATERA DE VREDEFORT.
Os shatter-cones são considerados estruturas que provam definitivamente a ocorrência de um impacto meteorítico no terreno geológico examinado. Muitas estruturas circulares preservadas não necessariamente são astroblemas, feições estruturais em forma de domos e bacias são comuns de ocorrerem em bacias sedimentares onde camadas de sal, os evaporitos, sobem por menor densidade deformando os estratos sobrejacentes e gerando padrões circulares de domos e bacias quando são erodidos. Outras estruturas de cratera são caldeiras vulcânicas de colapso ou pipes de rochas vulcânicas de grande profundidade como kimberlitos e lamoproítos. Crateras de kimberlitos têm feições próprias de brechas vulcânicas e apresentam rochas vulcânicas com composição kimberlítica. É muito comum confundir crateras de impacto com estruturas de domo e bacia em bacias sedimentares e crateras vulcânicas. No entanto, estas estruturas quando antigas não conterão jamais os shatter-cones e brechas de impacto, os suevitos. O trabalho do geólogo é exatamente diferenciar uma brecha tectônica ou vulcânica de uma brecha de impacto e conseguir identificar shatter-cones no local.
A matriz das brechas de impacto podem conter minerais de alta pressão metaestáveis gerados exclusivamente em condições de alta pressão em um impacto meteorítico. Os principais minerais indicadores de impacto cósmico nas rochas são os polimorfos de alta densidade do quartzo, a stishovita e a coesita. Brechas podem conter em sua matriz microcristais de coesita e stishovita. Estes podem ser identificados em difração de raios-X. Também existem microfeições de impacto que ocorrem nos grãos de quartzo em um impactito. Quando os cristais de quartzo apresentam evidências de choque, eles se encontram fraturados em múltiplas direções com padrões de fraturamento planos ou padrões de juntas ou bandas de deformação no interior do cristal que podem ser "cicatrizadas" pela formação de inclusões fluidas ao longo das juntas de choque. Estas estruturas são chamadas de PDFs ou Planar Deformation Features, feições de deformação planares. Cristais de quartzo são mais suscetíveis a deformações durante grande pressão de choque meteorítico e podem guardar esta informação. Feldspatos e micas podem também conter feições planares de choque, mas devido a suas estruturas cristalinas, é difícil desenvolverem PDFs, no entanto, estes minerais podem fundir rapidamente no impacto e resolidificar como uma fase vítrea que preserva a forma original do cristal, mas não possui mais arranjo cristalino ficando a fase em extinção completa no microscópio petrográfico quando cruzamos os dois polarizadores. Estes minerais rapidamente vitrificados são pseudomorfos, ou seja, eles conservam a forma original do cristal, mas não são mais cristais e sim vidros de impacto, e são denominados de vidros diaplécticos ou vidros de impacto.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO DE GRÃO DE QUARTZO EM UMA BRECHA DE IMPACTO, CONTENDO AS PDFs, FEIÇÕES PLANARES DE CHOQUE QUE FORAM "CURADAS"FORMANDO TRILHAS DE INCLUSÕES FLUIDAS NO CRISTAL.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO. À ESQUERDA, À LUZ POLARIZADA NATURAL MOSTRANDO OS GRÃOS PSEUDOMORFOS DE PLAGIOCLÁSIO E MUSCOVITA, À DIREITA COM POLARIZADORES CRUZADOS MOSTRANDO TOTAL EXTINÇÃO DAS FASES, INDICANDO QUE O PLAGIOCLÁSIO E A MUSCOVITA SÃO VIDROS DIAPLÉCTICOS GERADOS POR CHOQUE DE IMPACTO CÓSMICO.
O plagioclásio é o mais suscetível a esta transformação durante impactos e por isso os plagioclásios vitrificados diaplécticos são denominados de maskelynita. Esta fase vítrea é muito comum em meteoritos marcianos, porque estes meteoritos sofreram intenso choque quando foram ejetados da crosta marciana por gigantescos impactos de meteoritos na superfície do planeta. Como consequência, os cristais de plagioclásio originais das rochas marcianas foram transformados em maskelynita. Os piroxênios e as olivinas podem desenvolver feições planares de deformação, mas por terem uma competência mecânica menor do que o quartzo, isto é, terem um comportamento menos dúctil ou plástico e mais rúptil ou quebradiço, estes minerais desenvolvem múltiplas linhas de quebra que são visualizadas ao microscópio como diferentes domínios ópticos em um mesmo cristal e estas estruturas são denominadas de mosaicismo, porque parecem formar um mosaico de pedaços que pertenciam ao mesmo cristal. A olivina pode ser transformada em uma fase de alta pressão em colisões cósmicas de alta velocidade. Em estágios de choque avançados a olivina pode ser convertida a uma fase de coloração azul meio roxa chamada de ringwoodita. Essa fase de alta pressão da olivina não é comum em rochas terrestres impactadas, é comum em alguns meteoritos com estágio de choque elevado, quando colisões entre asteroides têm energia suficiente para converter os cristais de olivina em ringwoodita. A ringwoodita foi encontrada como inclusão em grãos de coesita em rochas terrestres metamórficas de alta pressão e temperatura, os eclogitos. Outros minerais podem desenvolver feições planares de deformação por choque, um exemplo, além dos comuns citados, é o mineral zircão. O zircão é um mineral acessório comum em muitas rochas terrestres, sendo utilizado em geocronologia para datação isotópica absoluta da idade de cristalização ou de metamorfismo de uma rocha através de análise da concentração de urânio e chumbo radiogênico substituindo sítios cristalográficos nos cristais de zircão. Este pode absorver e "gravar" feições de choque em sua estrutura cristalina.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO DE LÂMINA DELGADA DO METEORITO TISSINT, SHERGOTTITO MARCIANO, MOSTRANDO A PRESENÇA DA MASKELYNITA, PORÇÕES BRANCAS NA IMAGEM, O PLAGIOCLÁSIO AMORFO DE CHOQUE.
IMAGEM PETROGRÁFICA DE SEÇÃO DE UM CONDRITO COM ELEVADO ESTÁGIO DE CHOQUE, ESTÁ MOSTRADO AQUI UM CRISTAL DE CLINOPIROXÊNIO APRESENTANDO MOSAICISMO, OU SEJA, BANDAS DE DEFORMAÇÃO INDUZIDAS POR IMPACTO.
IMAGEM PETROGRÁFICA DE UM CONDRITO COM ALTO ESTÁGIO DE CHOQUE APRESENTANDO CRISTAIS AZUIS DE RINGWOODITA, UMA FASE DE ALTA PRESSÃO POLIMORFA DA OLIVINA.
Um tipo especial de impactitos são os tectitos, estas rochas são vidros de impacto que em vez de se depositarem na cratera ou nos depósitos de ejeta junto das brechas, são lançados para longe da cratera formando depósitos de material vítreo, solidificado rapidamente gerando formas inusitadas devido à aerodinâmica. Os tectitos são compostos de um vidro que nada mais é do que material silicático das rochas-alvo fundido e solidificado rapidamente. Este material amorfo dos tectitos é chamado de lechatelierita. Existem outros vidros naturais, lechatelierita que não é gerada por impacto meteorítico, mas por tempestades elétricas. Quando um raio atinge um depósito arenoso, a areia se funde a altas temperaturas gerando estruturas vítreas tubulares chamadas de fulguritos. Os tectitos seriam a versão de origem por impacto cósmico dos fulguritos. A maioria dos tectitos encontrados no planeta não têm relação com nenhuma cratera de impacto conhecida. Por exemplo, o famoso tectito de cor verde chamado Vidro Líbio, encontrado em várias partes no deserto da Líbia e do Sudão, foi datado, baseando-se nas rochas encaixantes onde estes vidros são coletados, em 26 milhões de anos.
AMOSTRA DE VIDRO LÍBIO, UM FAMOSO TECTITO ENCONTRADO AOS MILHARES NO DESERTO DO SUDÃO E DA LÍBIA.
TECTITO MOLDAVITA
TECTITOS INDOCHINITOS
Alguns argumentam que a estrutura do impacto cósmico que gerou o vidro líbio pode ter sido completamente erodida ou está soterrada por centenas de metros de sedimentos que hoje recobrem o deserto do Saara. Outra hipótese é a de que o impacto foi violento o suficiente para a própria cratera ser recoberta de lava vulcânica e toda as feições de impacto desaparecerem em um gigantesco derrame vulcânico hoje soterrado por muitos metros de sedimento do Saara. Ainda outra possibilidade explorada por muitos geólogos e físicos é a de uma gigantesca explosão tipo Tunguska que não gerou nenhuma cratera de impacto, mas liberou energia equivalente a uma gigantesca explosão termonuclear que vitrificou os arenitos antigos, transformando-os em vidro líbio. Os vidros líbios foram ejetados para longe se tornando parte dos sedimentos do local e à medida que os depósitos eólicos foram se deslocando ao longo dos milhares de anos os fragmentos de tectito foram descobertos pela erosão se espalhando pelo deserto. Os tectitos são encontrados na Indochina, todos são de coloração escura e são bem parecidos, mesmo coletados em distintas localidades. Os tectitos abundantes da Ásia são chamados pelos nomes dos locais tais como indochinitos, tailanditos, irguizitos e belitonitas. O vidro de impacto moldavita é outro exemplo de tectito verde encontrado na Europa. O vidro de Darwin é um tectito famoso resultante de uma cratera de impacto hoje coberta por sedimentos de pântano na Tasmânia, o impacto foi datado utilizando o sistema isotópico Ar39-Ar40 dando 816 mil anos.
DIAGRAMA SIMPLIFICADO DOS ESTÁGIOS DE FORMAÇÃO DE UM TECTITO.
AMOSTRA DE TECTITO VIDRO DE DARWIN, DA TASMÂNIA.
Os vidros de Darwin ocorrem associados aos quartzitos, o que indica que a rocha impactada, a rocha-alvo, são os quartzitos que forneceram a sílica que compõem o material desses tectitos. Como se sabe que os tectitos têm conexão com impactos meteoríticos? Análises químicas e petrográficas dos tectitos revelam a presença de anomalias geoquímicas de ferro, níquel, cobalto e cromo, uma associação de elementos químicos considerada rara para rochas areníticas que deram origem aos tectitos, mas elementos comuns em meteoritos. Além disso, fases de ferro-níquel são encontradas na forma de minúsculas esférulas na estrutura vítrea dos tectitos. Dados isotópicos de oxigênio mostram que eles são material terrestre. Portanto, os tectitos são rochas terrestres que fundiram com o intenso calor de um impacto meteorítico e encerram em si as evidências geoquímicas do projétil cósmico. Os tectitos ocorrem em maior abundância em escala microscópica, formando os depósitos de esferulitos muito comuns de se encotrar em impactos meteoríticos recentes como na Meteor Crater, no Arizona, que apresenta brechas carbonáticas de impacto com esferulitos cimentados juntos na matriz, muitos destes com poucos milímetros de diâmetro. Esferulitos também são encontrados em depósitos sedimentares de idade cretácea superior associados ao gigantesco impacto ocorrido há 65 milhões de anos que gerou a astroblema de Chic-Xulub na Península de Yukatán.
Os impactitos às vezes podem conter riquezas minerais, é o caso das brechas de impacto encontradas na Cratera de Popigai, na Rússia. A astroblema de Popigai tem 90 km de diâmetro, foi datada em 35,7 milhões de anos e a composição do meteorito que a formou pôde ser confirmada por dados isotópicos reliquiares nos impactitos, sendo a identidade do projétil um condrito do grupo químico H. Essa cratera está localizada em Krasnoyarsk, na Rússia. Um local simbólico para a meteorítica devido ao famoso "ferro de Pallas", o primeiro meteorito classificado como pallasito no século XVIII, que leva o nome Krasnoyarsk e teve significado primordial no desenvolvimento da ciência meteorítica. As rochas-alvo são gnaisses e xistos, sendo que os gnaisses contêm granada e grafita. Extensos corpos de grafita gnaisse foram impactados e sofreram metamorfismo de impacto e os cristais de grafita foram convertidos em diamantes, que hoje formam depósitos que não possuem exploração econômica devido à localização remota e o valor da extração superar em muito a produção de diamantes sintéticos. Os diamantes da cratera de Popigai têm tamanhos milimétricos e são aglomerados de nanodiamantes. Mas o valor científico destes diamantes de impacto é inestimável. A fase de alta pressão de carbono identificada como inclusões nos diamantes é a lonsdaleita, um tipo de alótropo do carbono com estrutura cristalina hexagonal e 58% mais duro que o próprio diamante que possui estrutura cristalina cúbica.
GRÃOS DE DIAMANTES DE IMPACTO DA CRATERA POPIGAI. ESTES DIAMANTES SÃO AGLOMERADOS DE NANODIAMANTES FORMADOS A PARTIR DA TRANSFORMAÇÃO DE ALTA PRESSÃO DA GRAFITA NOS GNAISSES IMPACTADOS.
A lonsdaleíta foi identificada em outros terrenos de impacto, como no caso das brechas da Meteor Crater. Também foi identificada lonsdaleita incrustada nos meteoritos Canyon Diablo. Outra fase de carbono gerada em impactos cósmicos é o carbonado, este estranho material escuro é constituído de aglomerados de diamantes com impurezas carbonáceas encontrados apenas em um local específico na África e no Brasil. Dados isotópicos dos carbonados mostram extrema pureza isotópica do carbono-12, tal fonte seria, de acordo com alguns cientistas, de origem cósmica. Este material pode ser um impactito ou pode ser material cósmico oriundo de matéria interestelar que pode ter vindo de outro sistema estelar ou material carbonáceo primordial do Sistema Solar. A questão dos carbonados ainda está imersa em especulações devido a não se poder traçar a origem dos mesmos. Os impactitos são em essência os registros geológicos de antigos impactos de meteoritos e utilizando os impactitos podemos identificar terrenos que foram impactados no passado, mesmo não preservando mais suas astroblemas.
Comentários
Enviar um comentário