Meteoritos da Antártica

METEORITO COLETADO NA ANTÁRTICA, MAC 88105, ACHADO EM 1988 NAS MONTANHAS DE MaCAlpine Hills PELA EQUIPE ANSMET-NASA, COM UMA MASSA DE 663 g CLASSIFICADO COMO BRECHA ANORTOSÍTICA LUNAR.

O continente da Antártica permaneceu praticamente inexplorado até o início do século XX quando expedições completas foram enviadas para entender melhor esse misterioso continente que permanece coberto de gelo desde muitos milhões de anos. A Antártica consiste em um vasto deserto gelado, uma região dominada por depósitos sedimentares controlados por fluxos de geleiras que começam sua história a partir de sublimação atmosférica da água, deposição nas planícies e vales e transporte com fluxo do gelo do interior do continente para o oceano. 

Neste processo global controlado pelo constante clima do continente antártico toneladas de fragmentos de rochas e sedimentos de variadas granulometrias são erodidos, incorporados e transportados pelas massas de gelo. O fluxo das geleiras produz depósitos de sedimentos mal selecionados chamados de tills. Os tills consistem de depósitos sedimentares glaciais inconsolidados compostos de clastos de rochas de todos os tamanhos e tipos imersos numa matriz fina siltosa a argilosa. Quando os tills são litificados se transformam em rochas sedimentares glaciais chamadas tilitos. Outro depósito glacial, de lagos intracontinentais, são os varvitos. Os varvitos são rochas sedimentares resultantes da litificação de sedimentos finos que se depositam anualmente em ciclos de sedimentação rica em matéria orgânica no período do verão e pobre em matéria orgânica no período do inverno formando laminação sedimentar intercalada no fundo de lagos glaciais. 

Os varvitos podem conter localmente seixos pingados, ou seja, rochas que caíram no fundo do lago produzindo uma deformação nos sedimentos varvíticos, normalmente esses seixos pingados são trazidos por fragmentos de geleiras que boiam no lago glacial no período de verão. Vários depósitos de rochas maiores, de seixos a matacões, podem estar dispostos em depósitos lineares ao longo dos sopés das montanhas que servem de barreiras naturais para o movimento das geleiras sendo denominados morenas e estes representam sedimentos com origem em diversas partes do continente e provindos de diversas épocas de erosão e deposição. As cadeias de montanhas antárticas que servem de represas naturais para o fluxo das geleiras são denominadas de nunataks. As rochas são transportadas pelas geleiras e as camadas de gelo mais antigas e mais profundas fluem para cima quando encontram uma barreira de nunataks trazendo rochas que se depositaram em épocas mais antigas para a superfície onde elas são expostas pela ablação do gelo. Os meteoritos presentes nas camadas de gelo profundo podem aflorar ao longo dos nunataks sendo concentrados ali onde ocorre a prospecção. Outros depósitos sedimentares são os de planície de lavagem glacial, quando seixos e sedimentos arenosos são depositados nas planícies de inundação de rios resultantes do derretimento das geleiras. Estas planícies contêm sedimentos mais ricos em clastos maiores e matriz arenosa chamados de diamictão. Nestes depósitos ricos em rochas terrestres a prospecção é difícil e mais limitada. 

AFLORAMENTO DE TILLITO, UMA ROCHA SEDIMENTAR DE ORIGEM GLACIAL

Quando o diamictão é litificado ele se torna uma rocha sedimentar de origem glacial chamada diamictito, o equivalente glacial dos conglomerados, rochas sedimentares onde se predomina clastos arredondados grandes em uma matriz arenosa, carbonática, silicosa ou argilosa. As geleiras fluem das regiões de deposição e compactação da neve em direção ao oceano antártico e neste processo o gelo é erodido vagarosamente num processo de ablação que expõe camadas subjacentes de neve outrora cobertas e nestas camadas podem existir meteoritos "armazenados" ali por até centenas de milhares de anos praticamente intactos. Estas regiões de ablação do gelo são denominadas de blue ice fields ou campos de gelo azuis que são identificados em imagens de satélite e estas regiões são comumente selecionadas para a prospecção de meteoritos. 

Os meteoritos caem em todas as regiões da Terra, a queda de material cósmico no planeta é completamente aleatória e controlada apenas pela quantidade e densidade de meteoroides que vagam no espaço interplanetário e eventualmente interceptam a órbita da Terra entrando na atmosfera e tendo a chance de resistir à ablação atmosférica para chegar à superfície como um meteorito. Além disso existe o fator do campo gravitacional da Terra agir como uma "lente" capaz de focar os meteoroides os atraindo e os direcionando para o planeta, mudando suas trajetórias. Uma vez caídos no gelo da Antártica os meteoritos seguem suas histórias ao sabor das geleiras juntamente com outras rochas e sedimentos do próprio continente. Eles podem ser acumulados em depósitos sedimentares glaciais como nos tills, diamictões, nas morenas, ao longo dos sopés das cadeias de montanhas ou nunataks e nos campos de gelo azul. O primeiro meteorito coletado na Antártica foi encontrado por uma das equipes de campo de Douglas Mawson em 1912, um pequeno meteorito de 10 cm de tamanho médio completamente coberto por crosta de fusão. O geólogo da expedição, F. L. Stillwell, reconheceu imediatamente a rocha como um meteorito. Ele foi encontrado na neve endurecida na Costa Adelie na Antártica Leste. 

OS NUNATAKS, CADEIAS DE MONTANHAS EM MEIO ÀS GELEIRAS DA ANTÁRTICA QUE SERVEM COMO BARREIRA PARA O FLUXO DA NEVE EM DIREÇÃO AO OCEANO.

BLUE ICE FIELD, OU CAMPO DE GELO AZUL, REGIÃO DE PLANÍCIE ONDE A NEVE É ERODIDA POR ABLAÇÃO DE VENTOS QUE EXPÕEM CAMADAS ANTIGAS DE GELO DEPOSITADO EM UMA REGIÃO ENTRE NUNATAKS.

Explorações científicas sistemáticas da Antártica começaram em 1957 devido ao Ano Internacional da Geofísica. Após o início destas expedições mais três meteoritos foram achados, o primeiro chamado de Lazarev, um meteorito metálico recuperado na forma de dois fragmentos nas Montanhas de Humboldt em janeiro de 1961. O segundo foi chamado de Thiel Mountains, um pallasito achado em dezembro de 1961 e o terceiro foi chamado de Neptune Mountains, um meteorito metálico encontrado durante mapeamento geológico no sopé das montanhas de Pensacola Range em fevereiro de 1964. Os primeiros a reconhecerem que existe um mecanismo de concentração de meteoritos na Antártica foram os japoneses, que iniciaram suas expedições em 1969. Os primeiros nove meteoritos foram encontrados pela equipe do glaciologista Renji Naruse em sua décima expedição JARE (Japanese Antarctic Research Expedition), nas montanhas de Yamato. O petrólogo ígneo Masao Gorai analisou os meteoritos concluindo que eram condritos E, H, L, um condrito carbonáceo e um diogenito. Cinco grupos petrológicos distintos em um único local. Estava mais claro que havia um mecanismo natural que concentrava os meteoritos nos depósitos glaciais e a probabilidade destas amostras terem caído no mesmo local quase no mesmo intervalo de tempo era astronomicamente pequena. 

Outros grupos de pesquisadores se manteram céticos quanto à hipótese apresentada por Yoshida e sua equipe em 1974 num artigo científico propondo que diferentes grupos petrológicos de meteoritos sendo achados próximos significava que estes foram transportados e concentrados em locais específicos no continente antártico. Novas expedições japonesas foram às montanhas de Yamato, tais como as importantes expedições JARE-14 e JARE-15. As equipes coletaram até 1973 um total de 663 meteoritos. Após estes acontecimentos, o meteoriticista norte-americano William Cassidy, da Universidade de Pittsburgh, se convenceu do enorme potencial do continente antártico em prover uma grande população de meteoritos preservados e concentrados nas gelerias e campos de gelo azul. Após isto os pesquisadores convenceram o governo dos Estados Unidos a iniciar em 1975 a primeira expedição norte-americana à Antártica para coletar meteoritos, a ANSMET - The US Antarctic Search for Meteorites. Atualmente, no ano de 2019, existe um total de 43991 meteoritos coletados na Antártica de acordo com o Meteoritical Bulletin do Lunar and Planetary Institute. O livro Catálogo de Meteoritos de Monica Grady, do ano 2000, estima que 85% dos meteoritos coletados no mundo em número se originaram na Antártica. Outros países e instituições não governamentais também organizam expedições em pequena escala para coleta de meteoritos na Antártica. Como exemplo tem-se a EUROMET, um consórcio de países europeus engajados nestas expedições principalmente de coleta nas regiões montanhosas de Allan Hills e Frontier Mountains. Também a PNRA - Programa Nacional Italiano na Antártica, a Chinese Antarctic Research e uma fundação privada chamada Planetary Studies Foundation. A grande dificuldade em se coletar meteoritos na Antártica são os custos elevados de planejamento, organização e manutenção de equipes e logística de transporte.

LOGO DA EXPEDIÇÃO ANTÁRTICA NORTE-AMERICANA ANSMET DE COLETA DE METEORITOS.

FOTOGRAFIA DE DOIS MEMBROS DA EQUIPE ANSMET COLETANDO UM METEORITO NOS CAMPOS DE GELO AZUL.

O método de coleta das expedições consiste em escolher um local de concentração de rochas expostas no gelo, organizar um grupo de pessoas em uma linha espaçada de acordo com a quantidade de membros da equipe para reconhecimento das rochas a pé ou com veículo apropriado. A equipe segue de forma conjunta de forma perpendicular à linha de caminhamento examinando cada rocha que se destaca no gelo. Após cada trajeto ser concluído, a equipe move-se para outro quadrante do trajeto reiniciando o procedimento, sempre se adaptando às condições do terreno, do tempo e locais instáveis e potencialmente perigosos. Não existe um equipamento especial para reconhecimento de meteoritos em campo, os olhos treinados de uma pessoa são o melhor equipamento de reconhecimento de meteoritos, capaz de distinguir um meteorito de uma rocha terrestre. Os campos de gelo, especialmente os chamados campos de gelo azul, são excelentes para reconhecer meteoritos que facilmente se destacam no gelo, principalmente porque estas regiões não são depósitos de morenas ou outros sedimentos glaciais, abundantes em rochas terrestres, facilitando ainda mais o trabalho das equipes. 

FOTOGRAFIA DE UM METEORITO IN SITU NA NEVE COM ESCALA ACIMA, ESSE FOI NOMEADO DOM 08001 (Dominion Range 08001) COM MASSA DE 1305 GRAMAS CLASSIFICADO POSTERIORMENTE COMO EUCRITO BRECHADO, COLETADO PELA EQUIPE ANSMET.

Vários equipamentos foram sugeridos e utilizados pelas equipes ANSMET para aumentar a eficiência e a facilidade de reconhecimento e coleta de meteoritos, principalmente em depósitos cheios de rochas terrestres. Detectores de metais foram empregados, mas estes não têm a capacidade de detectar meteoritos acondritos que tornam-se praticamente indistinguíveis das rochas terrestres pela ausência de minerais ferromagnéticos em muitos destes valiosos meteoritos. Um robô foi construído para esta tarefa, o NOMAD, que não apresentou a mesma eficiência de um pesquisador humano de olho treinado que acabou reconhecendo um maior número de meteoritos do que o robô durante um teste em campo. A capacidade do cérebro e olho humanos de reconhecer padrões e coletar similaridades com um vasto "banco de dados" é ainda superior ao das máquinas. Outra técnica de reconhecimento feita pelas equipes, chamada de "high-grading", é a de se concentrar em encontrar meteoritos acondritos, mais valiosos para a meteorítica e planetologia, e ignorar condritos ordinários. Nesta técnica se apresenta o desafio de diferenciar um acondrito de um condrito se as condições forem difíceis, como por exemplo, se a amostra está completamente coberta de crosta de fusão ou ser uma amostra que não possui crosta de fusão visível e ser facilmente confundida com uma rocha terrestre.

FOTOGRAFIA DO ROBÔ COLETOR DE METEORITOS NOMAD, DA ANSMET.

Os pesquisadores japoneses tais como Takahashi e sua equipe e Bintanja estimam quais locais são os mais propícios a concentrações de meteoritos. Segundo eles as áreas são (1) regiões imediatamente adjacentes, e no interior, a platôs nas camadas de gelo junto aos nunataks como ocorre nas Montanhas de Yamato; (2) imediatamente adjacente ou nos sopés de cadeias de nunataks como ocorre nas Montanhas Frontier; (3) regiões predominantes de gelo em escarpas, com ou sem depósitos de morenas, como ocorre nos campos de gelo de Elephant Moraine. Apesar do elevado grau de preservação dos meteoritos antárticos em relação aos achados em outras partes do mundo, eles também possuem grau de intemperismo porque foram expostos a processos de alteração aquosa, mesmo que superficial, devido ao gelo antártico não ser obviamente estático e não permanecer sempre no estado sólido. Artigos científicos de pesquisadores cmo Bland mencionam que as taxas de intemperismo nos meteoritos antárticos são três vezes menores do que os meteoritos encontrados em desertos quentes. Isto significa que os meteoritos antárticos mais antigos têm maior grau de preservação do que meteoritos encontrados nos desertos quentes caídos há menos tempo. Diferentemente da classificação de Wlotzka para o grau de intemperismo dos meteoritos, "weathering grade", que vai de W0 (alteração terrestre ausente) a W6 (alteração terrestre completa), os meteoritos antárticos recebem a designação de A, B e C para o grau de alteração terrestre sendo o grau A os meteoritos menos intemperizados e o grau C os mais alterados contendo minerais secundários preenchendo fraturas no meteorito e contendo eflorescências de cristais evaporíticos na superfície da rocha e em seu interior. 

Os condritos carbonáceos são normalmente os mais propícios a desenvolverem alteração por água de degelo e oxigênio atmosférico devido à presença de uma matriz fina e suscetível a percolação de fluidos contaminantes durante a permanência do meteorito no gelo antártico. A crosta de fusão funciona como uma primeira barreira de proteção contra intemperismo químico, no entanto, fraturas no meteorito e aberturas na crosta de fusão são regiões propícias a infiltração de água e precipitação de cristais evaporíticos oriundos de sedimentos químicos liberados do degelo, podendo quebrar a rocha por aumento de volume interno, como também o próprio gelo preenchendo fraturas pode quebrar o meteorito em vários fragmentos. A fase metálica presente na maioria dos meteoritos é alterada facilmente por água de percolação trazendo oxigênio dissolvido e halogênios como o cloro, produzindo minerais secundários na forma de hidróxidos e óxidos tais como akaganeita, goetita, maghemita e lepidocrocita.

Os meteoritos achados na Antártica estão preservados no gelo e representam os mais bem conservados contra contaminações e agentes de intemperismo elevados comuns em outras partes do planeta. As equipes de coleta seguem um procedimento padrão de coleta, armazenamento e preservação das amostras até seu destino final no laboratório sob condições controladas, mantendo os meteoritos mais isolados possíveis de contaminantes. No campo na Antártica quando um meteorito é localizado todos os membros da equipe de busca convergem para o local do achado, então eles não manuseiam com as mãos, evitando qualquer contato com a pele ou sujeira aleatória. Então a localização do achado é determinada por equipamento GPS e a amostra é fotografada in situ. Cada amostra recebe um identificador único e são descritas quanto ao tamanho, disposição da crosta de fusão, presença de fraturas, fragmentos adjacentes, tipo de contato com a neve ou rochas terrestres adjacentes, possível contato humano acidental e tudo isto é devidamente levado em consideração. 

METEORITO ANTÁRTICO FOTOGRAFADO APÓS CHEGADA NO LABORATÓRIO, EXEMPLO DO METEORITO EET 87500 (Elephant Moraine 87500) CLASSIFICADO COMO MESOSSIDERITO, COM MASSA TOTAL DE 8,13 KG.

A amostra é então colocada com cuidado em sacolas plásticas esterilizadas que são então seladas e mantidas em condições ambientes, ou seja, mantidas em baixa temperatura. Os meteoritos selados são armazenados em recipientes mantidos secos e frios até seus destinos finais que são os laboratórios do Johnson Space Center (JSC) da NASA em Houston, Texas, o Instituto Smithsonian, em Washington DC e o do Programa Japonês NIPR em Tóquio. Após a chegada no JSC, por exemplo, as sacolas são abertas e colocadas em temperatura ambiente sendo submetidas a nitrogênio líquido. Então elas são armazenadas em caixas com luvas em atmosfera normal para amostras comuns (condritos ordinários) ou atmosfera de nitrogênio para amostras raras. Os curadores fazem a descrição macroscópica abrindo as amostras quebrando-as e cortando-as. Para raras amostras tais como os acondritos lunares e marcianos, lâminas delgadas são preparadas para descrição petrográfica em microscópio à luz polarizada transmitida e refletida. Procedimentos de análise geoquímica de isótopos estáveis de oxigênio, carbono, isótopos cosmogênicos, entre outros tais como análise geoquímica de rocha total são também realizados. As amostras são nomeadas de acordo com o nome do local onde foram encontradas, recebem um número de série único baseado no ano da expedição em que a amostra foi coletada e a sequência em que foi analisado no laboratório. Por exemplo, o famoso meteorito marciano ALH 84001 foi encontrado na Antártica no sopé das Montanhas de Allan Hills (Sigla abreviativa ALH) no ano de 1984 (o número 84) e foi o primeiro a ser catalogado no laboratório (número 001). Outras siglas de locais na Antártica são: MET (Meteorite Hills), QUE (Queen Alexandra Range), PCA (Pecora Scarpment), GRO (Grosvenor Mountains), GRA (Graves Nunataks), EET (Elephant Moraine), Y (Yamato Mountains), BUC (Buckley Island), etc.

FOTO DO METEORITO ALH 84001 JÁ CORTADO, MANTIDO DENTRO DE UMA CÂMARA ESTERILIZADA E PRESSURIZADA COM ATMOSFERA INERTE DE NITROGÊNIO, NO LABORATÓRIO DO JOHNSON SPACE CENTER, DA NASA.

A importância dos meteoritos antárticos para a meteorítica é fenomenal, porque a meteorítica é uma ciência jovem com apenas 200 anos de existência e a maioria dos trabalhos dos pesquisadores de meteoritos é puramente descritivo, com análises petrográficas, químicas e isotópicas e algumas hipóteses sobre a formação e origem dos materiais do sistema solar. O vasto achado de meteoritos da Antártica proveu mais dados para preencher lacunas na meteorítica com novas litologias sendo catalogadas, descritas e permitindo maior entendimento petrológico das rochas extraterrestres. O entendimento dos materiais planetários é ainda muito limitado e novos meteoritos estão sendo achados e novas litologias estão aparecendo. É como montar um quebra-cabeças da história dos corpos sólidos do Sistema Solar, fazendo isso por encontrar evidências pontuais e atar os pontos numa teia de conhecimento. Mais dados são necessários e os meteoritos antárticos estão lentamente providenciando isto. Instituições de pesquisa têm acesso livre a estes meteoritos através de providência governamental abrindo o caminho para o conhecimento científico sem o "bias" dos meteoritos não antárticos de elevado valor comercial que ficam retidos dos pesquisadores em sua maioria.