Panorama da geoquímica de Sr-Nd-Hf
Isótopos radiogênicos de longa vida– em particular 0 estrôncio (Sr), o neodímio (Nd) e o háfnio (Hf) – são amplamente usados nos campos das ciências da Terra sólida e dos sistemas da Terra para investigar a evolução de rochas ígneas e metamórficas, a detecção da fonte de sedimentos, os regimes de intemperismo continental, a proveniência de poeira, as contribuições hidrotermais aos oceanos e os padrões passados e presentes de circulação oceânica. Os isótopos radiogênicos de longa vida se caracterizam pelo decaimento lento do isótopo-pai em comparação com a idade do sistema solar.
As espécies de isótopos de estrôncio (sr), neodímio (Nd), háfnio (Hf) e chumbo (Pb) comumente usadas em estudos geoquímicos
O estrôncio tem quatro isótopos que ocorrem naturalmente (88Sr, 87Sr, 86Sr, 84Sr), com abundâncias de 83%, 7%, 10% e <1%, respectivamente. O estrôncio-87 é produzido pelo decaimento beta de 87Rb, com uma meia-vida de 48,8 bilhões de anos. Em investigações geológicas e ambientais, tipicamente emprega-se a razão 87Sr/86Sr. No sistema samário-neodímio (Sm-Nd), o 147Sm decai para o filho radiogênico 143Nd com uma meia-vida de 106 bilhões de anos.
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Mapeamento geoquímico e rastreamento de fonte
A razão 87Sr/86Sr é uma função da concentração de Rb, origem geoquímica e idade da rocha fonte. Por causa da alta massa do Sr, a razão permanece essencialmente inalterada com a meteorização e movimento da rocha pelo ciclo da água e cadeia alimentar. Assim, a razão 87Sr/86Sr é extensivamente usada em mapeamento geoquímico, determinação de fontes, previsão de contaminação, e estudos de migração e mobilidade.
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Geologia
Differentiation of Sm and Nd during melting and magma evolution together with ingrowth of 143Nd results in characteristic 143Nd/144Nd em rochas, que varia em função da idade e da litologia.
O decaimento de 176Lu para 176Hf, com uma meia-vida de 35.9 bilhões de anos, é uma ferramenta comprovadamente efetiva para rastrear a história do sistema solar e a evolução do manto para a crosta. A composição isotópica de Nd e Hf é tipicamente expressa na notação épsilon (εNd e εHf), que denota o desvio das razões medidas de 143Nd/144Nd e 176Hf/177Hf dos valores globais do reservatório condrítico uniforme (CHUR) de 0,512638 e 0,282785, respectivamente em partes por 10,000.
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Fonte de poeira e circulação atmosférica
Os isótopos de estrôncio-neodímio-háfnio (Sr-Nd-Hf) são inerentes em muitas ambientações geológicas e são usados para identificar a procedência de sedimentos e poeira. Rastrear a composição da poeira com base nesses isótopos permite apontar a provável ambientação geológica de origem.
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Referências
Sharifi, A., Murphy, L.N., Pourmand, A., Clement, A.C., Canuel, E.A., Beni, A.N., Lahijani, H.A., Delanghe, D. and Ahmady-Birgani, H., (2018). Early-Holocene greening of the Afro-Asian dust belt changed sources of mineral dust in West Asia. Earth and Planetary Science Letters, 481, pp.30-40. DOI: 10.1016/j.epsl.2017.10.001