2097: O nosso planeta está a engolir o fundo do mar (e a cuspir diamantes)

CIÊNCIA

Steven Depolo / Flickr

Vestígios de sal presos em muitos diamantes mostram que as pedras formaram-se a partir do fundo do mar antigo que ficou enterrado debaixo da crosta da Terra.

A maioria dos diamantes encontrados na superfície da Terra formou-se dessa maneira; outros são criadas pela cristalização de fundições profundas no manto, de acordo com a investigação de uma equipa de geo-cientistas da Universidade Macquarie.

Nas experiências que recriam as pressões e temperaturas extremas encontradas a 200 quilómetros de profundidade, Michael Förster, Stephen Foley, Olivier Alard e colegas da Goethe Universität e Johannes Gutenberg Universität, na Alemanha, demonstraram que a água do mar em sedimentos da parte inferior do oceano reage da maneira correta para produzir o equilíbrio de sais encontrados no diamante.

O estudo, publicado na revista Science Advances, estabelece uma longa questão sobre a formação de diamantes. “Havia uma teoria de que os sais presos dentro dos diamantes vinham da água do mar marinha, mas não podiam ser testados”, disse Michael Förster, em comunicado. “A nossa investigação mostrou que vieram de sedimentos marinhos.”

Os diamantes são cristais de carbono que se formam sob a crosta terrestre em partes muito antigas do manto. São trazidos à superfície em erupções vulcânicas de um tipo especial de magma chamado kimberlito.

Enquanto diamantes são geralmente feitos de carbono puro, os diamantes fibrosos, que são nublados e menos atraentes para joalheiros, incluem pequenos traços de sódio, potássio e outros minerais que revelam informações sobre o ambiente onde se formaram. Os diamantes fibrosos são triturados e usados ​​em aplicações técnicas, como brocas de perfuração.

Os diamantes fibrosos crescem mais rapidamente que os diamantes, o que significa que prendem minúsculas amostras de fluidos em redor deles enquanto se formam. “Sabíamos que algum tipo de fluido salgado deve estar por perto enquanto os diamantes estão a crescer e agora confirmamos que o sedimento marinho se encaixa na conta”, referiu Michael Förster.

Para que esse processo ocorra, uma grande laje do fundo do mar teria de deslizar até uma profundidade de mais de 200 quilómetros abaixo da superfície muito rapidamente, num processo conhecido como subducção no qual uma placa tectónica desliza por baixo de outra. A descida rápida é necessária porque o sedimento deve ser comprimido a mais de quatro gigapascals (40 mil vezes a pressão atmosférica) antes de começar a derreter nas temperaturas de mais de 800°C encontradas no antigo manto.

Para testar a ideia, os cientistas realizaram uma série de experiências de alta pressão e alta temperatura. Colocaram amostras de sedimentos marinhos num navio com uma rocha chamada peridotito, que é o tipo mais comum de rocha encontrado na parte do manto onde os diamantes se formam. Depois, aumentaram a pressão e o calor, dando tempo às amostras para reagirem umas com as outras em condições como as encontradas em diferentes lugares do manto.

Em pressões entre quatro e seis gigapascais e temperaturas entre 800ºC e 1100°C, correspondendo a profundidades entre 120 e 180 quilómetros abaixo da superfície, encontraram sais formados com um balanço de sódio e potássio que se aproxima dos pequenos traços encontrados em diamantes.

“Demonstramos que os processos que levam ao crescimento de diamantes são impulsionados pela reciclagem de sedimentos oceânicos em zonas de subducção”, diz Michael Förster. “Os produtos de nossos experimentos também resultaram na formação de minerais que são ingredientes necessários para a formação de magmas de kimberlito, que transportam diamantes para a superfície da Terra.”

ZAP //

Por ZAP
3 Junho, 2019



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778: Há um enorme tesouro de diamantes escondido nas profundezas da Terra

sheaday / Flickr

Há toneladas de diamantes escondidos no interior da Terra, enterrados a mais de 160.000 metros abaixo da superfície, apurou um estudo científico realizado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em parceria com várias Universidades dos EUA, do Reino Unido, da França, da Austrália e da China.

A investigação realizada por esta equipa internacional de cientistas apurou que pode haver mais de um quatrilião de toneladas de diamantes escondidos no interior da Terra.

Os minerais preciosos estão enterrados a mais de 160.000 metros abaixo da superfície, a uma distância impossível de alcançar para qualquer equipa de perfuração, encontrando-se espalhados pelas chamadas “rochas cratónicas“, isto é, “as secções mais antigas e mais imóveis da rocha que fica abaixo do centro da maioria das placas tectónicas continentais”, explica o MIT em comunicado.

Estas rochas têm a forma de “montanhas invertidas” e podem prolongar-se até profundidades de 322.000 metros através da crosta terrestre e até ao seu manto. As zonas mais profundas são conhecidas por “raízes” pelos geólogos.

O estudo publicado no jornal científico G3 – Geochemistry, Geophysics, Geosystems concluiu que entre 1 a 2 por cento das “rochas cratónicas” do manto da Terra são feitas de diamantes. Dada a sua extensão, está em causa algo como um quatrilião de toneladas de diamantes ou mil milhões de milhões (1.000.000.000.000.000).

“Não conseguimos chegar-lhes, mas há muito mais diamantes lá do que alguma vez tínhamos pensado”, atesta o cientista Ulrich Faul, do Departamento das Ciências Atmosféricas, Planetárias e da Terra do MIT, citado no comunicado sobre o estudo.

As propriedades especiais do diamante

Os investigadores chegaram à descoberta depois de terem detectado uma anomalia nos dados sísmicos em registos feitos, ao longo de décadas, das ondas de som que se sentem através da Terra no seguimento de sismos, tsunamis e explosões.

Estas ondas de som servem para determinar onde é que um terramoto teve origem e também podem ser usadas para “construir uma imagem de como será o interior da Terra”, frisa o MIT.

“As ondas de som movem-se a várias velocidades através da Terra, dependendo da temperatura, da densidade e da composição das rochas pelas quais viajam”, acrescenta o comunicado da entidade.

Analisando esta relação entre “a velocidade sísmica e a composição da rocha”, os investigadores conseguiram definir uma estimativa dos tipos de rochas que compõem a crosta terrestre e partes do manto da Terra (ou litosfera). E foi assim que detectaram a anomalia nos dados sísmicos.

Para identificar a composição das rochas cratónicas que poderiam explicar as anomalias detectadas, os cientistas criaram rochas virtuais compostas por diferentes combinações de minerais.

Calcularam então a velocidade das ondas de som em cada uma dessas rochas virtuais e concluíram que só um tipo de rocha poderia provocar as anomalias verificadas, e é uma rocha constituída por 1 a 2 por cento de diamantes, por peridotito e por pequenas quantidades de eclogitos.

“O diamante, de muitas formas, é especial. Uma das suas propriedades especiais é que a velocidade do som no diamante é mais de duas vezes mais rápida que no mineral dominante nas rochas do manto superior, a olivina”, constata Faul.

Por se tratar de uma percentagem tão pequena de diamantes, não afecta a densidade das rochas cratónicas que “são como pedaços de madeira a flutuarem na água“, refere Faul. “São um pouco menos densas do que o seu entorno, por isso não são subduzidas” – ou seja, não se afundam -, continuando “a flutuar à superfície”, explica o cientista.

“Por isso, descobrimos que só são precisos 1 a 2 por cento de diamantes para os cratões serem estáveis e não se afundarem”, conclui ainda o investigador.

A descoberta não é de todo surpreendente, já que “os diamantes são forjados no ambiente de altas pressões e altas temperaturas da Terra profunda e só chegam à superfície através de erupções vulcânicas que ocorrem a cada poucas dezenas de milhões de anos”, nota o MIT.

Estas erupções criam “tubos” geológicos feitos de kimberlite, um tipo de rocha, através dos quais são expelidos os diamantes e o magma das profundezas da terra.

SV, ZAP //

Por SV
19 Julho, 2018

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