MASSA PRINCIPAL DE 5,4 KG DO METEORITO SERRA PELADA, CAÍDO EM 2017. ESSE METEORITO É UM EUCRITO MONOMÍTICO EQUILIBRADO, OS EUCRITOS SÃO BASALTOS ORIUNDOS DA CROSTA DO ASTEROIDE DIFERENCIADO 4 VESTA.
Os meteoritos acondritos, antigamente colocados como os meteoritos rochosos geralmente denominados aerólitos, não possuem côndrulos como é característica dos meteoritos rochosos condritos. Os acondritos são geralmente rochas ígneas que podem estar metamorfizadas em diversos graus.
Geralmente os acondritos são rochas basálticas ou peridotíticas. Os basaltos são as rochas mais comuns nos corpos sólidos do Sistema Solar, especialmente os planetas rochosos Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Basaltos são rochas ígneas vulcânicas compostas pelos minerais piroxênios (geralmente clinopiroxênios augita e pigeonita) e plagioclásio cálcico (do grupo dos feldspatos) com quantidades variáveis de minerais acessórios tais como olivina, anfibólios, quartzo, magnetita, ilmenita e sulfetos de ferro. Rochas ígneas são produzidas pela cristalização de magma produzido pela fusão parcial de rochas pré-existentes. Normalmente a origem de magmas basálticos se dá pela fusão de rochas peridotíticas previamente cristalizadas a partir de um magma primordial gerado na época da acreção planetesimal.
Os peridotitos são considerados rochas ígneas devido à sua origem primordial a partir de cristalização fracionada de um líquido magmático gerado em um protoplaneta que foi totalmente fundido após acreção planetesimal no início do Sistema Solar. Os planetas rochosos são diferenciados em crosta, manto e núcleo. As crostas planetárias são geralmente mais enriquecidas em sílica, alumínio e álcalis e empobrecidas em elementos geoquimicamente classificados como compatíveis tais como magnésio e ferro. O teor de cálcio também é variável, mas menor na crosta em relação ao manto. Os mantos planetários são geralmente mais ricos em magnésio, ferro e cálcio sendo compostos de rochas mais ricas em minerais ferromagnesianos de alta temperatura tais como olivinas e piroxênios tendo como minerais acessórios plagioclásio cálcico e fases de alta pressão tais como espinélios e granadas.
Os núcleos planetários são compostos de ferro e níquel com quantidades pequenas de enxofre, fósforo, carbono e silício. Esses corpos são acamadados porque passaram pelo processo de diferenciação onde o material rochoso totalmente fundido pode ser separado pela própria gravidade do corpo planetário de acordo com a densidade aliada à compatibilidade geoquímica dos elementos. Elementos mais leves ascenderam para formar a crosta, elementos de pesos atômicos intermediários formaram o manto e os elementos metálicos de alto peso atômico afundaram para formar o núcleo. À medida que a pressão litostática aumenta com a profundidade no interior de um corpo planetário as fases minerais se modificam sendo convertidas em minerais de mais alta pressão estáveis naquelas profundidades. O manto terrestre mais interno é dominado por minerais tais como espinélios magnesianos, polimorfos da olivina como wadsleiyta e ringwoodita, polimorfos de alta pressão do quartzo tais como a coesita e óxidos complexos de alta pressão. Recentemente se provou experimentalmente que o manto interno da Terra é dominado pelo mineral magnesiano de alta pressão bridgimanita.
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO 3D DA ESTRUTURA DE UM CORPO PLANETÁRIO DIFERENCIADO COMO O PLANETA TERRA. A GRAVIDADE EM UM CORPO PLANETÁRIO FUNDIDO O DIFERENCIA EM UMA CROSTA, MANTO E NÚCLEO. AQUI OBSERVA-SE A ESTRUTURA INTERNA DA TERRA COM CROSTA (LILÁS), MANTO (MARROM), NÚCLEO EXTERNO LÍQUIDO (AMARELO) E NÚCLEO INTERNO SÓLIDO (VERMELHO). A CROSTA DOS CORPOS PLANETÁRIOS É FORMADA PREDOMINANTEMENTE POR ROCHAS BASÁLTICAS.
O manto litosférico da Terra compreende as profundidades de 32 km até 100 km e o manto superior compreende profundidades de 100 km até 660 km. Toda essa extensão do planeta Terra é dominado pelas rochas ultramáficas denominadas de peridotitos. Os peridotitos são rochas consideradas ígneas devido à origem deles durante a formação da prototerra e são constantemente retrabalhados por processos tectônicos e da convecção térmica do manto sendo considerados rochas metamórficas por se apresentarem em constante e lento processo de recristalização no manto. Os peridotitos são compostos de quantidades variáveis de olivina, ortopiroxênios, clinopiroxênios e minerais acessórios estáveis de acordo com a profundidade como plagioclásio em profundidades rasas, granada em níveis intermediários e espinélios em profundidades maiores. Quando ocorre uma anomalia térmica na interface entre o manto inferior da Terra e o núcleo externo líquido metálico do planeta em profundidades de mais de 2900 km uma ascenção de material semi-fundido ocorre lentamente até chegar à base da litosfera. A litosfera compreende o manto litosférico e a crosta continental e oceânica do planeta.
O material mantélico pastoso tem geralmente composição basáltica e é resultado da fusão parcial de rochas peridotíticas. A fusão parcial ocorre porque os minerais fundem em diferentes temperaturas e cada mineral funde em uma faixa de temperatura que não obedece à fusão de sólidos puros porque os minerais são todos soluções sólidas contendo componentes com diferentes temperaturas de solidus. Além disso, a fonte de calor do interior de um planeta é o calor oriundo da acreção planetária com eventos colisionais e o decaimento radioativo de radioisótopos de meia-vida longa como urânio-238, tório-232 e potássio-40. A Terra primitiva gerava rochas mais ricas em magnésio que se fundiam a mais altas temperaturas da ordem de 1600 ºC, estas rochas vulcânicas são os komatiítos, a Terra de hoje, mais fria, gera magmas em temperaturas de no máximo 1200 ºC com rochas mais pobres em magnésio em relação à Terra de 4,5 bilhões de anos atrás, estas rochas vulcânicas são os basaltos. Fases minerais que fundem acima de 1200ºC permanecem no estado sólido durante a fusão parcial de rochas mantélicas. Quando ocorre uma tectônica distencional, isto é, de ruptura e abertura da crosta as rochas peridotíticas do manto podem ser atingidas pelas fraturas tectônicas e fundirem parcialmente devido à diminuição da pressão. Ascenção magmática acontece por diferença de pressão e de densidade em relação às rochas encaixantes. Quando o magma é de composição basáltica, resultante da fusão parcial de peridotitos, ele pode se alojar no interior da crosta continental ou oceânica gerando um bolsão de magma denominado câmara magmática. Lembrando que a espessura da crosta continental varia de 32 km em regiões tectonicamente estáveis e erodidas a 70 km em regiões de cadeias de montanhas recentes como os Himalaias. A crosta ocêanica é mais fina com espessura média de 7 km.
DIAGRAMA ILUSTRATIVO DE UMA CÂMARA MAGMÁTICA, UMA BOLHA DE MAGMA DE COMPOSIÇÃO BASÁLTICA SE ALOJA NA CROSTA E COMEÇA A CRISTALIZAR OS MINERAIS DE MAIS ALTA TEMPERATURA QUE SE ASSENTAM POR GRAVIDADE FORMANDO CAMADAS, O MATERIAL PRECIPITADO PRODUZ UMA ROCHA ÍGNEA CUMULÁTICA. O AFUNDAMENTO DOS CRISTAIS É POSSÍVEL DEVIDO À BAIXA VISCOSIDADE DO MAGMA BASÁLTICO. ESSA ESTRUTURA GERA UM COMPLEXA ACAMADADO MÁFICO-ULTRAMÁFICO DE ROCHAS PERIDOTÍTICAS A GABROICAS.
O processo de cristalização magmática ocorrerá lentamente na câmara produzindo camadas de rochas geradas por cristalização fracionada e acentamento gravitacional dos primeiros cristais produzidos. Na chamada sequência de cristalização magmática de Bowen os primeiros minerais a cristalizarem a partir de um magma são os de mais alta temperatura e depois os minerais de mais baixa temperatura de fusão ou solidus. Portanto, começa-se com a cristalização da olivina seguindo a sequência, ortopiroxênios, clinopiroxênios, anfibólios (se o magma for hidratado - presença de água dissolvida no magma), plagioclásios cálcicos, plagioclásios sódicos, feldspatos alcalinos e quartzo. Se o magma for muito hidratado e de composição mais granítica a sequência após os anfibólios inclui a mica ferrífera biotita, depois a mica alcalina muscovita. A sequência de cristalização em uma câmara magmática com magma basáltico anidro produz uma sequência acamadada de rochas ígneas máfica-ultramáficas que da base para o topo da sequência são: dunitos (>90 vol% de olivina), ortopiroxenitos (>90% de ortopiroxênio), peridotitos (~ 50% de olivina, ~ 50% de ortopiroxênio), lherzolitos (ortopiroxênio, clinopiroxênio, olivina e plagioclásio cálcico), noritos (ortopiroxênios e plagioclásio cálcico), gabronoritos (ortopiroxênio, clinopiroxênio e plagioclásio cálcico), gabros (clinopiroxênio e plagioclásio cálcico) e anortositos (>90% de plagioclásio cálcico). Nessa sequência de diferenciação magmática são produzidas rochas plutônicas, cujos cristais são visíveis ao olho nu, devido a cristalização ser lenta por se dá alojada na crosta terrestre onde o gradiente térmico entre o magma e as rochas encaixantes é pequeno.
A SÉRIE DE CRISTALIZAÇÃO MAGMÁTICA DE BOWEN. AQUI CONSIDERA-SE UM MAGMA DE COMPOSIÇÃO BASÁLTICA COM UM PEQUENO PERCENTUAL DE VOLÁTEIS, NO CASO, ÁGUA MAGMÁTICA. NO CONTEXTO DOS ACONDRITOS ASTEROIDAIS OS MAGMAS SÃO PRATICAMENTE ANIDROS E NÃO SE DIFERENCIAM COMPLETAMENTE PARA FORMAR ROCHAS FÉLSICAS COM QUARTZO, FELDSPATOS ALCALINOS E MICAS.
Se esse mesmo magma extravasa na superfície, têm-se os eventos vulcânicos onde as rochas produzidas são basaltos. Os basaltos geralmente têm composição semelhante a dos gabros, compostos de clinopiroxênio e plagioclásio cálcico. Em derrames basálticos grandes volumes de lava são depositados em camadas. Nas sequências acamadadas os basaltos mais profundos no meio de uma sequência ou injetados em rochas mais profundas terão uma textura de cristais intermediária entre os gabros e os basaltos, sendo os grãos minerais pequenos ou inseridos em uma matriz fina onde os cristais são microscópicos. Estas rochas intermediárias em profundidade são chamadas de subvulcânicas ou hipoabissais e no caso de uma lava basáltica estas rochas recebem o nome de doleritos ou diabásios que nada mais são do que basaltos com cristais pequenos, mas visíveis ao olho nu. Quando cristais se destacam na rocha com tamanhos maiores do que cristais visíveis e menores a textura é denominada porfirítica. Quando a rocha apresenta-se com cristais orientados seja por tectônica pós magmatismo ou fluxo de lava a textura pode ser denominada ofítica.
DERRAMES DE LAVA BASÁLTICA PAHOEHOE NO HAVAÍ. ESSAS LAVAS EXTRAVASAM DOS VULCÕES GERADOS POR HOTSPOTS OU PLUMAS TÉRMICAS DO MANTO TERRESTRE. O RESULTADO É A CRISTALIZAÇÃO DE CAMADAS DE LAVA BASÁLTICA, COM BAIXA VISCOSIDADE E BAIXO TEOR DE CRISTAIS GRANDES.
IMAGEM DOS DECCAN TRAPS, ANTIGOS DERRAMES BASÁLTICOS CONTINENTAIS NA ÍNDIA DE 66 MILHÕES DE ANOS ATRÁS. ESTES CÂNIONS REVELAM EXTENSAS CAMADAS DE BASALTO EXTRUDIDAS DURANTE MILHARES DE ANOS. A ESPESSURA TOTAL DO DERRAME É ESTIMADA EM 2 KM. DERRAMES BASÁLTICOS SEMELHANTES FORMARAM A CROSTA DOS CORPOS PLANETÁRIOS E PROTOPLANETÁRIOS DIFERENCIADOS, FORMANDO SUAS CROSTAS BASÁLTICAS.
Durante a fase de acreção planetesimal vários corpos com diâmetros variando de 100 km até 2000 km foram gerados nos primeiros 16 milhões de anos do Sistema Solar. Datações mais precisas em côndrulos, inclusões ricas em cálcio e alumínio (CAIs) e acondritos basálticos muito antigos como os angritos mostram que a acreção planetesimal formou corpos sólidos com tamanhos acima de 100 km, tamanhos semelhantes à Lua e tamanhos semelhantes ao planeta Marte. Estes foram chamados de protoplanetas ou embriões planetários. Foram estes protoplanetas que colidiram entre si e se aglutinaram por acreção gravitacional para formar os planetas. Acredita-se através de dados coletados por diversas sondas espaciais que Marte seja um desses antigos embriões planetários. Já a Terra e Vênus são resultantes da aglutinação de embriões planetários diversos. A formação de protoplanetas se deu muito cedo na história do Sistema Solar, nos primeiros 4 milhões de anos, quando os côndrulos estavam se formando. Sabendo que os côndrulos são esférulas de material magmático, a teoria de que eles se formaram a partir da colisão de protoplanetas fundidos ganha mais força. Neste cenário os côndrulos seriam produto da acreção planetesimal e não anteriores aos planetesimais.
Os protoplanetas tinham massa suficiente para fundir devido à presença de radioisótopos de meia-vida curta, principalmente o alumínio-26 que decaiu para magnésio-26 com meia-vida de 740 mil anos. Com uma meia-vida muito curta, muito calor foi liberado pela desintegração nuclear desse isótopo em um curto período de tempo. O suficiente para converter um protoplaneta com diâmetro superior a 200 km em uma bola completamente fundida. Uma vez sendo convertido em uma bola de magma o protoplaneta esfria gerando o processo de diferenciação em crosta, manto e núcleo. Os protoplanetas originalmente de composição condrítica gerariam uma crosta predominantemente basáltica sem diferenciação, devido à falta de atividade geológica como uma tectônica de placas desenvolvida que seria capaz de gerar rochas mais félsicas, ou um oceano de magma de composição basáltica previamente formado, como aconteceu com a Lua mais tarde. Esses protoplanetas tiveram uma curta história de extrações magmáticas produzindo derrames basálticos em sua superfície e gerando câmaras magmáticas acamadadas em seu interior. O manto desses protoplanetas seria de composição dunítica e peridotítica e o núcleo de ferro-níquel. A evidência de que muitos desses protoplanetas diferenciados existiram são os meteoritos metálicos magmáticos.
DIFERENCIAÇÃO NOS ASTEROIDES. O CALOR GERADO PELOS PROCESSOS DE ACREÇÃO PLANETESIMAL E DECAIMENTO RADIOATIVO DE ISÓTOPOS DE MEIA-VIDA CURTA PRODUZIRAM FUSÃO DE PROTOPLANETAS COM TAMANHOS SUPERIORES A 100 KM, ESSES EMBRIÕES PLANETÁRIOS DESENVOLVERAM UMA CROSTA BASÁLTICA, UM MANTO PERIDOTÍTICO-DUNÍTICO E UM NÚCLEO METÁLICO. ASTEROIDES PRIMITIVOS NÃO SOFRERAM DIFERENCIAÇÃO E SÃO CONDRÍTICOS. NUM ESTÁGIO POSTERIOR, MUITOS PROTOPLANETAS FORAM ESTILHAÇADOS POR COLISÕES ENTRE CORPOS MENORES PRODUZINDO FAMÍLIAS DE ASTEROIDES METÁLICOS, BASÁLTICOS E PERIDOTÍTICOS.
Esses meteoritos são pedaços de núcleos de protoplanetas. Esses protoplanetas foram dilacerados em impactos devido à alta frequência de colisões durante a época da acreção gravitacional planetária. Esses impactos exporam os núcleos desses antigos protoplanetas. Hoje os pedaços desses núcleos metálicos vagam como asteroides metálicos e muitos deles terminam nas coleções aqui na Terra como meteoritos metálicos. Sabemos muito mais da composição química e mineralógica de um núcleo planetário estudando os meteoritos metálicos e vemos que eles contêm inclusões de fases minerais com elementos voláteis tais como sulfetos, fosfetos e carbetos. Muitos desses meteoritos são silicatados, tudo isso indicando que realmente os núcleos planetários contêm certa quantidade de elementos tais como enxofre, fósforo, carbono, silício e oxigênio, sendo estas afirmações compatíveis com dados sobre a densidade dos planetas e as propriedades físicas de seus interiores medidas indiretamente por sondas espaciais que mediram seus momentos de inécia, propriedade física indicativa da distribuição de massa no interior de um corpo planetário.
Alguns protoplanetas diferenciados escaparam de serem destruídos em colisões no disco protoplanetário. Um dos famosos sobreviventes da época colisional é o asteroide 4 Vesta. Esse corpo menor do Sistema Solar é o segundo maior asteroide catalogado, com dimensões de 578 km x 560 km x 458 km com uma média de 530 km de diâmetro. Foi descoberto pelo astrônomo Heinrich Wilhelm Olbers em 29 de março de 1807. Seu nome provém da mitologia romana, Vesta é a deusa virgem correspondente à divindade feminina da mitologia grega chamada de Héstia. A distância média de Vesta a partir do Sol é de 2,36 UA (lembrando que 1 Unidade Astronômica corresponde a 149.597.870.700 metros, aproximadamente 150 milhões de quilômetros). Localizado no cinturão principal de asteroides entre as órbitas de Marte e Júpiter. É o único asteroide visível a olho nu. Vesta pertence à classe espectral tipo V. O asteroide foi promovido a protoplaneta ou quase-planeta em 2012 após estudos da sonda espacial não tripulada Dawn da NASA que voou sobre a superfície de Vesta em 16 de julho de 2011 quando permaneceu em órbita em torno do asteroide por um ano.
IMAGEM DO ASTEROIDE VESTA, CONSIDERADO UM PLANETA MENOR EM 2012, FOTOGRAFADO PELA SONDA DAWN DA NASA EM 2011.
Os resultados obtidos através do espectro infravermelho confirmaram a geologia de Vesta como sendo predominantemente formado por uma crosta basáltica. As crateras de impacto mais profundas no protoplaneta revelaram sua subsuperfície composta de material peridotítico. O regolito de Vesta é composto de brechas de composição basáltica e peridotítica misturadas. A assinatura espectral do asteroide Vesta já havia sido comparada à assinatura espectral dos meteoritos acondritos do grupo H.E.D. e sempre se obteve resultados com máxima comparação. Acreditava-se que esses acondritos seriam oriundos de Vesta e com a confirmação da missão Dawn se tornou clara a origem desses meteoritos. O grupo H.E.D. é uma sigla sendo composto pelos acondritos Howarditos, Eucritos e Diogenitos. Esses meteoritos fazem parte da mesma família de rochas, isto é, a mesma suíte magmática ou clã. Isto significa que esses três têm conexão genética entre si tendo sido formados no mesmo corpo parental. Essa missão da NASA foi muito importante porque pela primeira vez temos o mapa geológico do asteroide Vesta em grandes detalhes!
MAPA TOPOGRÁFICO DO ASTEROIDE VESTA, NOTAR A GRANDE BACIA DE IMPACTO NO POLO SUL E NO EXTREMO LESTE DO CORPO.
MAPA GEOLÓGICO CRONOESTRATIGRÁFICO DE VESTA. IMAGEM RETIRADA DO ARTIGO Williams, D. A. et al. (2014) The chronostratigraphy of protoplanet Vesta. Icarus, Vol. 244, pp. 158 - 165.
Os eucritos são basaltos pigeoníticos quase sempre brechados e metamorfizados, os diogenitos são ortopiroxênitos magnesianos quase sempre brechados e quase sempre sem olivina e os howarditos são brechas de regolito asteroidal compostos por clastos de eucritos e diogenitos misturados. A conexão entre estes três tipos litológicos é indiscutível quando se observa dados de isótopos estáveis de oxigênio desses meteoritos que os agrupa em um único trend composicional. A assinatura de isótopos de oxigênio é única para cada corpo parental. Se meteoritos possuem o mesmo trend de fracionamento ou agrupamento de assinatura isotópica de oxigênio o paradígma baseado na formação do Sistema Solar a partir de processos de acreção em um disco protoplanetário mostra que tais meteoritos são oriundos de um mesmo corpo parental ou pelo menos de um mesmo tipo de corpo parental. Os eucritos são os basaltos que extravasaram na superfície de Vesta ou foram injetados em subsuperfície e metamorfizados através de aquecimento e recristalização devido à fonte de calor do interior do protoplaneta. Muitos eucritos se apresentam brechados devido a impactos posteriores de meteoroides na crosta de Vesta os convertendo em brechas de eucritos. Os diogenitos são as rochas plutônicas peridotíticas que cristalizaram em subsuperfície provavelmente em câmaras magmáticas que produziram magmas eucríticos e diogeníticos por diferenciação magmática pelo mecanismo de cristalização fracionada a partir de um magma de composição basáltica. Alguns raros meteoritos encontrados na Antártica preenchem a lacuna entre os diogenitos e os eucritos, sendo os dunitos do asteroide Vesta, rochas compostas de mais de 90% em volume de olivina magnesiana.
ESPECTROS DE REFLECTÂNCIA NA FAIXA DO INFRAVERMELHO DE PÓ DE AMOSTRAS DOS TRÊS ACONDRITOS DO GRUPO HED COMPARADAS AO ESPECTRO DO ASTEROIDE VESTA COLETADO POR TELESCÓPIOS. OS PONTOS SÃO AS MEDIDAS DO TELESCÓPIO E A LINHA CONTÍNUA SÃO AS MEDIDAS DE LABORATÓRIO DOS METEORITOS. AS DUAS LINHAS VERTICAIS PROEMINENTES MARCAM A ABSORÇÃO PELA FASE MINERAL PIROXÊNIO. AS AMOSTRAS ANALISADAS FORAM O EUCRITO JUVINAS, O DIOGENITO JOHNSTOWN E O HOWARDITO NWA 982. IMAGEM RETIRADA DA REVISTA Reflector, Vol. 69, nº.1 de dezembro de 2016. OS RESULTADOS OBTIDOS POR TELESCÓPIOS COMPARADOS COM OS METEORITOS MEDIDOS EM LABORATÓRIO FORAM CONFIRMADOS PELOS DADOS REFINADOS OBTIDOS PELA SONDA DAWN DA NASA.
GRÁFICO DA RELAÇÃO DOS DELTAS DE OXIGÊNIO-17 VERSUS OXIGÊNIO-18 MOSTRANDO A LINHA DE FRACIONAMENTO TERRESTRE QUE INCLUI TODAS AS ROCHAS TERRESTRES E LUNARES, O TREND DOS METEORITOS MARCIANOS E O TREND DOS ACONDRITOS DE VESTA. NOTAR QUE CADA TREND REPRESENTA UM CORPO PARENTAL OU TIPOS DE CORPOS PARENTAIS DAS ROCHAS. SEMELHANÇA DE ASSINATURA ISOTÓPICA SIGNIFICA ORIGEM DOS METEORITOS EM UM MESMO CORPO PARENTAL OU TIPOS DE CORPOS PARENTAIS.
O paradígma de diferenciação magmática como se deu na Terra se deu também em Vesta, mas em menor grau e extensão temporal. A geologia de Vesta foi desativada nos primeiros 16 milhões de história do Sistema Solar, quando esse pequeno protoplaneta finalmente esfriou. Muitos eucritos rivalizam em idade com os condritos primitivos, indicando que tanto acondritos basálticos quanto os condritos foram formados de forma concomitante, mais uma vez reforçando a teoria da origem dos côndrulos através de colisões de protoplanetas fundidos. A evidência de eventos magmáticos complexos no asteroide Vesta comprova que ele foi diferenciado em crosta, manto e núcleo confirmando que esse protoplaneta um dia esteve completamente fundido nos primórdios do sistema solar. Devido a múltiplos impactos com outros asteroides, Vesta teve fragmentos grandes seus lançados para o espaço formando a família dos chamados asteroides vestoides, que são fragmentos gigantes da crosta basáltica do protoplaneta. A assinatura isotópica idêntica dos acondritos H.E.D., suas similaridades mineralógicas e composicionais químicas juntamente com a ocorrência de brechas polimíticas contendo clastos de diogenitos e eucritos são as principais evidências concretas de que estes três tipos de meteoritos são oriundos do mesmo corpo parental diferenciado.
Eucritos Cumuláticos: Os eucritos são separados em cumuláticos e não cumuláticos. Os eucritos cumuláticos têm granulação grossa e tratam-se de rochas subvulcânicas formadas por acúmulo de clinopiroxênios e plagioclásios em uma câmara magmática em nível crustal raso. Eles são divididos em dois tipos: Binda e Moore County, sendo estes de granulação grossa, normalmente não brechados. Interpreta-se que o ortopiroxênio original foi invertido para clinopiroxênio pobre em cálcio com teores molares da componente enstatita variando de 58 a 67 mol%, também compostos por ortopiroxênio invertido para pigeonita com teores de enstatita de 45 mol% a 57 mol% e lamelas de exsolução de augita nos piroxênios com espessura grossa. Esses eucritos cumuláticos são gabros, rochas plutônicas equivalentes aos basaltos, que solidificaram e cristalizaram em níveis crustais médios a profundos no corpo parental diferenciado.
DIFERENÇA QUÍMICA ENTRE EUCRITOS BASÁLTICOS (NÃO CUMULÁTICOS), CUMULÁTICOS E DIOGENITOS NAS RELAÇÕES FERRO VERSUS SILÍCIO E CÁLCIO VERSUS MAGNÉSIO. NOTA-SE QUE AS ROCHAS DA BASE DA CÂMARA MAGMÁTICA TENDEM A SER MAIS RICAS EM MAGNÉSIO EM RELAÇÃO AO CÁLCIO E O TEOR DE SÍLICA TENDE A SER MAIOR QUANDO O FERRO É MENOR. IMAGEM RETIRADA DO ARTIGO Mittlefehldt, D. M. (2015) Asteroid (4) Vesta: I. The howardite-eucrite-diogenite (HED) clan of meteorites. Chemie der Erde, Vol. 75, pp. 155 - 183
A profundidade em que os eucritos cumuláticos ocorrem foi estimada por simulações computacionais baseadas em dados experimentais da taxa de resfriamento de eucritos estudados em laboratório. Estima-se estes valores baseando-se nos gradientes composicionais de teor do elemento cálcio nas lamelas de exsolução de augita em piroxênios. Resultados estimados para o eucrito cumulático Moore County mostram uma taxa de resfriamento de 0,16 ºC/mil anos, que corresponde a uma profundidade de cristalização teórica de 8 km. Dados de taxas de resfriamento e modelamento da evolução magmática de Vesta estimam que a espessura da crosta de Vesta, composta de basaltos, seja de 10 km. A presença de texturas de exsolução de augita em pigeonita revela lento resfriamento do magma basáltico no interior da crosta do corpo parental. A pigeonita é o clinopiroxênio pobre em cálcio e quando o magma cristaliza lentamente o cálcio não é admitido na estrutura da pigeonita formando uma fase que mais facilmente admite o cálcio em sua estrutura cristalina, a augita, o clinopiroxênio rico em cálcio. Como resultado ocorre a separação entre uma fase mais rica em cálcio inserida na forma de lamelas numa fase mais pobre em cálcio. O resultado são lamelas de exsolução de augita em cristais de pigeonita. Esse processo seria o contrário da dissolução de um componente molar numa fase mineral. Quando a granulação do eucrito é grossa o suficiente para classificá-lo como cumulático essas feições indicam resfriamento lento do magma. Sabe-se que uma rocha é produto de fusão parcial, principalmente ígneas contendo plagioclásio cálcico, quando se analisa as concentrações de elementos terras raras na rocha total e observa-se uma anomalia negativa de európio na amostra normalizada com um condrito. A anomalia negativa de európio é evidência geoquímica de fusão parcial e cristalização de líquido magmático empobrecido em európio, que tem maior afinidade em permanecer na estrutura cristalina do plagioclásio substituindo o sítio iônico do cálcio por ter raio iônico semelhante e carga elétrica igual. O európio permanece na fase de alta temperatura. As rochas basálticas e graníticas possuem tipicamente esta anomalia negativa do elemento európio mostrando que tais rochas se tratam de produto de cristalização de magma oriundo de fusão parcial de rochas pré-existentes. A rocha não fundida é chamada de restito e tende a fracionar os elementos mais compatíveis. Os elementos terras raras leves, incompatíveis, tendem a ser melhor fracionados para o líquido magmático. Essa anomalia negativa de európio é visível nas análises do eucrito Moore County.
FRAGMENTO DO METEORITO MOORE COUNTY, UM RARO EUCRITO CUMULÁTICO NÃO BRECHADO. OS EUCRITOS CUMULÁTICOS SÃO GABROS ONDE OS CRISTAIS DE PIGEONITA CONTÊM LAMELAS DE EXSOLUÇÃO DE AUGITA, INDICANDO LENTO RESFRIAMENTO NUMA CÂMARA MAGMÁTICA.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO À LUZ NATURAL (ESQUERDA) E COM OS NICOIS CRUZADOS (DIREITA) DO EUCRITO CUMULÁTICO MOORE COUNTY, OS CRISTAIS BRANCOS COM MACLAS ZEBRADAS SÃO PLAGIOCLÁSIOS E OS CRISTAIS COLORIDOS SÃO CLINOPIROXÊNIO PIGEONITA, É POSSÍVEL VER LAMELAS DE EXSOLUÇÃO DE AUGITA. NOTAR A GRANULAÇÃO GROSSA DESSA ROCHA, EVIDENCIANDO UMA TEXTURA DE ROCHA PLUTÔNICA.
ARANHOGRAMAS DOS ELEMENTOS TERRAS RARAS DO EUCRITO MOORE COUNTY NORMALIZADO COM UM CONDRITO MOSTRANDO A CLARA ANOMALIA NEGATIVA DO ELEMENTO EURÓPIO (O BRUSCO PICO INVERTIDO NA POSIÇÃO DO ELEMENTO QUÍMICO EURÓPIO), EVIDÊNCIA GEOQUÍMICA DE QUE ESSE EUCRITO TEVE ORIGEM ATRAVÉS DE FUSÃO PARCIAL DE ROCHAS MANTÉLICAS DO PROTOPLANETA VESTA. NOTAR QUE O MAGMA EUCRÍTICO ESTÁ ENRIQUECIDO EM TERRAS RARAS PESADAS (GADOLÍNIO AO LUTÉCIO), ELEMENTOS COMPATÍVEIS, INDICANDO UMA FONTE GEOQUÍMICA JÁ ENRIQUECIDA EM ELEMENTOS COMPATÍVEIS NO INTERIOR DE VESTA.
Eucritos Basálticos: Também chamados de eucritos não cumuláticos não metamorfizados (agrupados no tipo Pasamonte), são lavas que derramaram na superfície do asteroide Vesta, apresentando granulação fina e texturas de fluxo magmático. A composição dos piroxênios consiste de pigeonita com 70 mol% até 20 mol% da componente magnesiana enstatita. Os cristais de pigeonita apresentam zoneamento composicional e lamelas de exsolução muito finas. Essas lamelas de exsolução em eucritos não cumuláticos indicam uma fase pós-magmática de aquecimento lento gerado por derrames de lavas posteriores ou outro mecanismo que os levou a níveis crustais mais profundos no corpo parental tal como reversão estratigráfica em impactos de meteoroides que pudessem retrabalhar a crosta eucrítica mais superficial de Vesta. Isto significa que muitos eucritos foram metamorfizados por processos termais estáticos semelhantes ao que acontece com os condritos em seus corpos parentais. O metamorfismo dos eucritos produz texturas tais como lamelas de exsolução e recristalização com crescimento de cristais de cromita e plagioclásio.
FRAGMENTO DO METEORITO PASAMONTE, EUCRITO BASÁLTICO NÃO METAMORFIZADO.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO COM OS NICOIS CRUZADOS DE LÂMINA DELGADA DO EUCRITO NÃO CUMULÁTICO PASAMONTE. OBSERVAR A TEXTURA DE ROCHA VULCÂNICA CARACTERIZADA POR CRISTAIS DE PLAGIOCLÁSIO CÁLCICO COM HÁBITOS ACICULARES E PADRÕES ESQUELETAIS DOS COLORIDOS CRISTAIS DE CLINOPIROXÊNIO CÁLCICO. ESTA ROCHA REPRESENTA UM DERRAME DE LAVA VULCÂNICA BASÁLTICA NA SUPERFÍCIE DO CORPO PARENTAL.
Eucritos Basálticos Equilibrados: Os eucritos não cumuláticos metamorfizados são chamados de eucritos ordinários e são separados em: Tipo Juvinas (grupo principal), tipo Stannern e tipo Nuevo Laredo. Esses eucritos são brechas monomíticas ou não estão brechados, apresentando composição química homogênea dos grãos de pigeonita, indicando equilíbrio metamórfico, e finas lamelas de exsolução de augita. A espessura das lamelas de exsolução dos clinopiroxênios é utilizada como medida indireta para estimar as taxas de resfriamento desses eucritos e a profundidade em que foram metamorfizados. Para o eucrito vesicular Ibitira, uma amostra de basalto não cumulático altamente metamorfizado e não brechado, a taxa de resfriamento foi de 550 ºC/ka. A profundidade de soterramento desses eucritos foi estimada entre 30 metros para regolito asteroidal compactado e 550 metros para rocha sólida.
GRANDE MASSA INDIVIDUAL DO METEORITO STANNERN, EUCRITO NÃO CUMULÁTICO METAMORFIZADO.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO DO EUCRITO STANNERN À ESQUERDA E DE UM BASALTO TERRESTRE À DIREITA. NOTAR A SEMELHANÇA DAS TEXTURAS. ESSA ROCHA APRESENTA EVIDÊNCIAS DE REAQUECIMENTO POR METAMORFISMO TERMAL OCASIONADO PROVAVELMENTE POR DERRAMES BASÁLTICOS SOBREJACENTES. AS LAMELAS DE EXSOLUÇÃO DE AUGITA NOS CRISTAIS DE PIGEONITA SÃO A PRINCIPAL EVIDÊNCIA DO METAMORFISMO TERMAL NESSES METEORITOS.
Eucritos Polimíticos: Os eucritos polimíticos são brechas basálticas polimíticas consistindo de menos de 10% em volume modal de clastos diogeníticos. Lembrando-se de que brechas polimíticas são rochas compostas de uma matriz de granulação mais fina sustentando clastos de diversos materiais com composições modais e/ou químicas/mineralógicas distintas. Brechas polimíticas eucríticas indicam uma rocha composta de clastos com diferentes tipos de eucritos em uma mesma rocha. Tais brechas são geradas por impactos de meteoroides que retrabalham a crosta de Vesta constantemente e também pela mistura de material eucrítico no regolito que depois é cimentado por eventos posteriores de impactos cósmicos. Estas rochas estão mais predominantes na coleção dos meteoritos coletados na Antártica.
METEORITO ALLAN HILLS (ALH) A81006, ENCONTRADO NA ANTÁRTICA. EUCRITO POLIMÍTICO.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO DO METEORITO ALHA 81006, EUCRITO POLIMÍTICO, MOSTRANDO CLASTOS DE EUCRITO CUMULÁTICO (À DIREITA) E CLASTOS DE EUCRITO BASÁLTICO (À ESQUERDA) COM TÍPICAS ACÍCULAS DE PLAGIOCLÁSIO CÁLCICO DE ROCHA VULCÂNICA, IMERSOS NUMA MATRIZ DE GRANULAÇÃO MAIS FINA COMPOSTA DE FRAGMENTOS DE PIROXÊNIO E PLAGIOCLÁSIO.
Diogenitos: Os diogenitos são rochas de granulação grossa, isto é, plutônicas, normalmente brechadas, representando cumulatos ultramáficos cristalizados a partir de sequência de cristalização fracionada de magma com composição basáltica. Os diogenitos são praticamente compostos de ortopiroxênio magnesiano sendo ortopiroxênitos não oxidados compostos em média por 92,2% em volume de ortopiroxênio, 4,2% de olivina, 1,2% de clinopiroxênio, 0,9% de cromita, 0,4% de plagioclásio cálcico, 0,1% de ferro-níquel metálico, 0,6% de troilita e 0,4% de fases de sílica. Os diogenitos são considerados as rochas mais comuns de maior profundidade no asteroide Vesta. No modelo proposto para a formação da suíte magmática eucritos-diogenitos, os diogenitos estão na base da sequência que segue da base para o topo como: Diogenitos, eucritos cumuláticos, eucritos metamorfizados (ordinários), eucritos não cumuláticos não equilibrados (não metamorfizados) e howarditos.
DIAGRAMA TERNÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS MÁFICA-ULTRAMÁFICAS COM DESTAQUE PARA A CLASSIFICAÇÃO DOS DIOGENITOS EM ORTOPIROXENÍTICOS, OLIVINA-ORTOPIROXENÍTICOS, HAZBURGÍTICOS E DUNÍTICOS, NA RESPECTIVA SEQUÊNCIA CRESCENTE EM TEOR VOLUMÉTRICO DE OLIVINA EM RELAÇÃO INVERSA AO TEOR VOLUMÉTRICO DE ORTOPIROXÊNIO.
GRANDE MASSA DO METEORITO JOHNSTOWN, DIOGENITO BRECHADO.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO DE LÂMINA DELGADA DO METEORITO NORTHWEST AFRICA 2198, DIOGENITO BRECHADO SEMELHANTE AO DIOGENITO JOHNSTOWN, OBSERVAR A TEXTURA DE BRECHA COM CLASTOS DE ORTOPIROXENITO EM MATRIZ DE GRANULAÇÃO MAIS FINA COMPOSTA DE GRÃOS DE ORTOPIROXÊNIO MAGNESIANO. A GRANULAÇÃO GROSSA DOS DIOGENITOS MOSTRA QUE SÃO ROCHAS PLUTÔNICAS CRISTALIZADAS EM UMA CÂMARA MAGMÁTICA NO INTERIOR DA CROSTA DE VESTA.
Sendo os howarditos a cobertura de regolitos ou material brechado por impactos com meteoroides na superfície de Vesta. Apesar de os diogenitos serem amostras das camadas mais profundas em câmaras magmáticas no asteroide Vesta, a taxa de resfriamento dos mesmos é a mais alta dentre todas as litologias HED. Para o diogenito Johnstown foi estimada como 50 ºC/ka e para o diogenito Roda foi de 800 ºC/ka, uma brusca variação na taxa de resfriamento destas rochas. Sabendo do mecanismo geológico pelo qual estas rochas se formam a partir da cristalização fracionada de magmas de composição basáltica, os diogenitos são a base de câmaras magmáticas e os eucritos são as porções apicais da câmara, logo, estas discrepantes taxas de resfriamento são explicadas como resfriamentos pós-magmáticos durante reset térmico em impactos que remobilizaram a estratigrafia original dos diogenitos os colocando em níveis crustais mais rasos onde foram reaquecidos em profundidades menores do que a cristalização dos eucritos não cumuláticos equilibrados.
Nos processos de formação de complexos acamadados máfico-ultramáficos observamos que a base da sequência acamadada não são os ortopiroxenitos e sim os dunitos, rochas compostas de mais de 90% em volume modal de olivina. Onde está a litologia dunítica do grupo HED? Na verdade essas rochas existem e já foram encontradas. Eu gostaria de mencionar aqui o exemplo do meteorito encontrado na Antártica em 14 de dezembro de 2003 denominado Miller Range (MIL) 03443 com massa total de 46,25 gramas. Esse meteorito foi classificado como dunito do grupo HED. Esse meteorito é um dunito brechado composto de grãos de olivina subedrais compondo 91% do volume da rocha, com quantidades menores de ortopiroxênio, troilita e cromita. Esse meteorito foi originalmente considerado um clasto isolado de um mesossiderito, no entanto, dados geoquímicos da razão FeO/MgO versus composição molar de magnésio nos piroxênios revelou sua identidade junto dos meteoritos do grupo HED. A profundidade de origem desse meteorito está muito além de pouco mais de 10 km porque dados espectrais da sonda Dawn da NASA não revelaram assinatura clara de olivina na crosta de Vesta, nem mesmo no interior das crateras mais profundas onde litologias mais profundas estão expostas ao espaço. É provável que esse dunito tenha se originado em uma câmara magmática alojada na crosta de Vesta, uma ocorrência pontual, mas provável, por estar mais próxima da superfície.
FRAGMENTOS DO METEORITO MILLER RANGE (MIL) 03443. CLASSIFICADO COMO DUNITO PERTENCENTE AO CLÃ MAGMÁTICO DOS EUCRITOS-DIOGENITOS.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO DO METEORITO MILLER RANGE 03443 MOSTRANDO SER COMPOSTO EM SUA MAIORIA POR CRISTAIS DE OLIVINA EM TEXTURA CUMULÁTICA, OS CRISTAIS COLORIDOS SÃO TODOS GRÃOS DE OLIVINA, CARACTERIZANDO UM DUNITO. A GEOQUÍMICA DOS CLINOPIROXÊNIOS ACESSÓRIOS NESTA ROCHA A AGRUPA AO CLÃ MAGMÁTICO DOS EUCRITOS-DIOGENITOS, SENDO ESTA ROCHA UMA AMOSTRA DA BASE DE UMA CÂMARA MAGMÁTICA ALOJADA NO INTERIOR DA CROSTA DO CORPO PARENTAL DOS ACONDRITOS HED, QUE SEGUNDO O PARADÍGMA MAIS ACEITO, É O ASTEROIDE 4 VESTA.
Howarditos: Os howarditos são brechas polimíticas de regolito compostas de clastos eucríticos e diogeníticos, com mais de 10% em volume modal de ortopiroxênio nestes clastos. Os howarditos contêm um pouco de olivina, indicando a presença de um componente dunítico. Além disso estas brechas contêm material xenolítico, especialmente clastos de condritos carbonáceos implantados em impactos de pequenos meteoroides incorporando-os no regolito de Vesta. A matriz é de granulação fina incluindo clastos de rochas fundidas por impacto cósmico. A matriz também contém gases implantados dos ventos solares, característica fundamental de uma brecha de regolito, indicando exposição cósmica prolongada. As brechas de regolito são material regolítico consolidado ou litificado por impactos cósmicos.
FATIA DO METEORITO DAR AL GANI 779. HOWARDITO.
IMAGEM AO MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO COM NICOIS CRUZADOS DO HOWARDITO DAR AL GANI 779. OBSERVAR OS CLASTOS DE ORTOPIROXÊNIO E CLINOPIROXÊNIO COLORIDOS, ALÉM DE PEQUENOS DE PLAGIOCLÁSIO E OLIVINA. OS HOWARDITOS SÃO BRECHAS DE REGOLITO ASTEROIDAL COMPOSTOS DE CLASTOS DE EUCRITOS E DIOGENITOS EM UMA MATRIZ DE GRANULAÇÃO FINA, APRESENTANDO MUITAS VEZES XENÓLITOS DE OUTROS METEORITOS IMPLANTADOS NO REGOLITO POR IMPACTOS DE METEOROIDES E BOLSÕES E VEIOS DE MATERIAL FUNDIDO DE IMPACTO. AS BRECHAS DE REGOLITO CONSISTEM DE REGOLITO EXPOSTO AOS RAIOS CÓSMICOS QUE É LITIFICADO EM UMA ROCHA SÓLIDA BRECHADA.
Como esses meteoritos foram parar aqui na Terra? O mecanismo ocorre quando um asteroide impacta a crosta de Vesta ejetando pedaços da mesma para o espaço interplanetário. A baixa aceleração da gravidade na superfície de Vesta permite que pedaços grandes sejam facilmente ejetados para o espaço durante impactos cósmicos e isto explica porque os acondritos HED não possuem evidências de alto estágio de choque como plagioclásios convertidos em maskelynita como acontece com os basaltos marcianos, os shergottitos. Portanto, ejetar pedaços da crosta de Vesta para o espaço é um mecanismo que ocorre com mais facilidade do que ejetar fragmentos da crosta da Lua ou de Marte. Uma vez em órbitas heliocêntricas próprias os fragmentos da crosta de Vesta tornam-se asteroides vestoides que podem ser desviados para próximo da órbita da Terra por colisões posteriores ou Efeito Yarkovsky. Uma vez ingressado na trajetória da órbita da Terra os pedaços do asteroide Vesta tornam-se meteoroides com potencial de interceptarem o planeta e entrarem na atmosfera terrestre caindo na superfície como meteoritos. De fato, os eucritos representam os mais comuns meteoritos dentre o grupo dos acondritos. O paradígma mais aceito pelos meteoriticistas é de que os acondritos HED são amostras geológicas do asteroide diferenciado 4 Vesta e aqui vimos algumas das principais evidências que reforçam esta afirmação. Os dados da sonda não tripulada Dawn da NASA reforçaram esse paradígma. Nesta jornada interplanetária os acondritos HED nos trazem informações de como os embriões planetários se formaram, qual as suas estruturas internas e geologia e como ajudaram a moldar o futuro dos planetas rochosos de nosso Sistema Solar.
Impressionante a riqueza da natureza! Muito bom !
ResponderEliminar