Brenda Chung da Rocha.

A iniciativa PETROCHRONICS (Petrochronology+Geodynamics) inclui um grupo de pesquisas e extensão do Brasil e uma rede de colaboradores focados na investigação e divulgação científica de técnicas petrocronológicas e suas implicações para a compreensão da evolução geodinâmica do nosso planeta. Pesquisas petrocronológicas envolvem a associação de observações macroscópicas com estudos microscópicos combinando petrografia detalhada com ferramentas avançadas, tais como geocronologia e parâmetros petrogenéticos, distribuições de elementos maiores e traços, modelagem termodinâmica, identificação de fases e termobarometria em inclusões com espectroscopia Raman e petrologia experimental, para compreender as condições físicas de processos petrológicos específicos na tentativa de interpretá-los à luz dos processos geodinâmicos de mega escala. Nossas ações incluem a organização de eventos como cursos, palestras, workshops e reuniões, os quais são abertos à comunidade. O objetivo é promover qualificação e discussões acadêmicas, bem como criar uma rede de colaboração entre pesquisadores que trabalhem com Petrocronologia, Geodinâmica e áreas relacionadas. Além disso, atuamos com divulgação científica feita através de postagens criadas pelo nosso time no Instagram e no Twitter (@petrochronics).

O significado de dados geocronológicos obtidos de rochas deformadas depende de vários fatores, incluindo temperatura, composição mineral e pressão. Em particular, processos relacionados à deformação, como circulação de fluidos, recristalização e neocristalização, podem desempenhar um papel importante na troca isotópica na crosta continental média a superior. Nesses ambientes, a deformação ocorre em temperaturas próximas ou abaixo do fechamento isotópico, o que torna os processos relacionados à deformação mecanismos mais eficazes para a troca isotópica do que a difusão termicamente ativada. Em tais circunstâncias, os dados geocronológicos obtidos podem representar as idades dos processos relacionados à deformação ao invés de idades de resfriamento. Este projeto tem como objetivo investigar os efeitos dos processos relacionados à deformação nos sistemas geocronológicos na pilha de nappes do Orógeno Brasília Meridional (SE Brasil), especialmente no sistema 40Ar-39Ar, utilizando a inovadora técnica Rb-Sr in-situ por LA-ICP-MS associada à análise microestrutural e datação U-Pb de apatita e rutilo. Esta abordagem tem o potencial de elucidar os estágios finais da evolução do Orógeno Brasília Meridional e questões fundamentais da geocronologia, como os efeitos de processos relacionados à deformação na sistemática 40Ar-39Ar e a definição de temperaturas de fechamento isotópico para o sistema Rb-Sr em micas.

A integração de escalas de tempo metamórficas com informações de pressão-temperatura (P-T) derivadas de rochas formadas na crosta continental profunda pode fornecer informações importantes sobre a compreensão da evolução das placas tectônicas na Terra como uma resposta ao resfriamento secular e mudanças reológicas ao longo do tempo. A abordagem da petrocronologia vincula o tempo (ou seja, idades e duração) com dados P-T com base na combinação de informações texturais, químicas e isotópicas. Dessa forma, a abordagem da petrocronologia tem sido amplamente utilizada, principalmente em cinturões orogênicos fanerozóicos, para determinar a taxa e a duração dos processos metamórficos para uma melhor compreensão da formação e evolução da crosta continental. O tempo de processos metamórficos é geralmente obtido por métodos de datação in-situ (espectrometria de massa com plasma induzido acoplado por ablação por laser (LA-ICP-MS) e microssonda iônica). No entanto, a resolução cronológica das técnicas de datação in-situ não é suficiente para distinguir eventos prolongados e de curta duração em orógenos Neoproterozóicos devido às grandes incertezas (~ 1-2). Esta proposta visa aplicar uma abordagem integrada utilizando técnicas de geocronologia U-Pb in-situ (LA-ICP-MS) e de alta precisão (espectrometria de massa por ionização termal com abrasão química - CA-ID-TIMS). Esta abordagem combinada será testada em rochas metamórficas Neoproterozóicas de alto grau dos orógenos Brasília e Araçuaí (SE, Brasil) formadas em diferentes regimes metamórficos (UHT e HP), para determinar escalas de tempo metamórficas mais precisas e confiáveis de crosta continental profunda do Neoproterozóico para entender melhor as mudanças seculares nos estilos de placas tectônicas.

Cadeias de montanhas ou orógenos são expressões superficiais de processos deformacionais, metamórficos e ígneos causados por forças tectônicas. Nesse contexto, rochas metamórficas representam os principais registros da evolução de orógenos antigos. Os estudos petrológicos de rochas metamórficas são baseados em conceitos termodinâmicos que permitem a quantificação de condições de pressão-temperatura (P-T) associadas a diferentes estágios metamórficos. A obtenção das condições P-T da rochas metamórficas, acopladas a técnicas de datação, possibilita a estimativa de taxas orogênicas. Taxas orogênicas e condições metamórficas contrastantes indicam processos geodinâmicos diferentes, como por exemplo processos vinculados à tectônica primitiva da Terra, processos de subducção ou colisionais. Modelagem numérica geodinâmica é uma ferramenta imprescindível para simular esses diferentes cenários tectônicos e comparar os dados das simulações com os dados P-T-t registrados nas cadeias de montanhas antigas. Nesse contexto, essa proposta possui dois objetivos principais que incluem (i) desenvolver novas rotinas de mapeamento químico em escala submicrométrica em 2D e 3D usando a fonte de luz síncrotron de quarta geração do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS - Sirius); e (ii) utilizar os registros metamórficos de orógenos antigos de evolução contrastantes no Brasil para avaliar a mudança secular dos processos geodinâmicos ao longo do tempo geológico. As novas rotinas desenvolvidas serão utilizadas em conjunto com os métodos tradicionalmente empregados na abordagem da Petrocronologia. Orógenos neoarqueanos e paleoproterozoicos dos crátons Amazônico (domínios Carajás e Bacajá, 2,9-2,0 Ga) e São Francisco (Quadrilátero Ferrífero, 2,7-2,1 Ga) serão usados para avaliar os processos geodinâmicos nos tempos da Terra primitiva (tectônica "stagnant lid" vs tectônica de placas), enquanto os orógenos brasilianos neoproterozoicos (orógenos Araguaia e Araçuaí/Ribeira, 620-500 Ma) serão usados como exemplos de processos geodinâmicos transicionais de "Tectônica de Placas Precambriana" para "Tectônica de Placas Moderna". A base de dados empíricos obtidos nesse projeto fornecerá o alicerce para calibrar novos modelos numéricos termomecânicos, incluindo as simulações numéricas que estão previstas nesse projeto.