Diamante do “inferno” revela água no manto da Terra

Um raro diamante encontrado no Brasil contém uma amostra do mineral ringwoodite rica em água. Crédito: Richard Siemens/ Universidade de Alberta

Um raro diamante encontrado no Brasil contém uma amostra do mineral ringwoodite rica em água. Crédito: Richard Siemens/ Universidade de Alberta

Um diamante “sem valor” — para as joalherias, diga-se — pode confirmar que o manto da Terra possui um grande reservatório de água. O estudo responsável pela descoberta, de autoria de Graham Pearson, foi publicado na revista Nature. Pearson, geoquímico da Universidade de Alberta, no Canadá, afirma que “há uma quantidade muito, muito grande de água” retida em uma camada do interior do planeta.

O manto terrestre é a camada rochosa localizada entre a crosta e o núcleo externo. Sobre sua composição mineral temos apenas algumas pistas fornecidas por meteoritos e pela atividade vulcânica: em primeiro lugar, os cientistas acreditam que a composição do manto seja semelhante à de uma classe de meteoritos denominados condritos, por sua vez, constituídos, principalmente, pelo mineral olivina; em segundo lugar, a lava expelida pelos vulcões pode carregar consigo porções de material que nos dão uma noção das intensas temperatura e pressão que a olivina suporta do interior da Terra.

O diamante, encontrado no município de Juína, no estado brasileiro do Mato Grosso, possui um pequeno bloco do mineral ringwoodite, que se forma a partir da olivina mantida sob a enorme pressão do manto terrestre e, portanto, dos 515 quilômetros de rocha acima dela. De fato, esta foi a primeira vez em que a ringwoodite foi encontrada na superfície do planeta, excetuando-se os meteoritos e os experimentos em laboratório.

Experimentos laboratoriais que consistiram, basicamente, em simular as condições de pressão às quais a olivina é submetida no manto já haviam demonstrado que este mineral pode assumir diversas formas, conforme aumenta a pressão exercida sobre ele, fato respaldado pela velocidade de propagação das ondas sísmicas, de forma que estas podem se acelerar ou desacelerar de acordo com o meio (e a profundidade) em que viajam. A geologia pondera que a mudança de velocidade seja provocada pelas diferentes configurações assumidas pela olivina em diferentes profundidades do manto, por exemplo, a ringwoodite, localizada entre duas zonas de forte alteração de velocidade, a 520-660 km abaixo da crosta.

Hans Keppler, geoquímico da Universidade de Bayreuth, na Alemanha, foi surpreendido pelo achado: “Amostras da zona de transição e do manto inferior são excessivamente raras e apenas encontradas em uns poucos e incomuns diamantes“, disse ele em editorial também publicado pela Nature.

Corte esquemático do interior da Terra com a indicação (em inglês) da profundidade em que foi formado o diamante encontrado, na zona de transição do manto. Crédito: Kathy Mather

Corte esquemático do interior da Terra com a indicação (em inglês) da profundidade em que foi formado o diamante encontrado, na zona de transição do manto. Crédito: Kathy Mather

 

1,5% — esta é a porcentagem de água retida na ringwoodite do diamante. Entretanto, essa água não está em sua forma líquida, mas se apresenta como íons de hidróxido (OH), átomos de oxigênio e hidrogênio unidos por uma ligação covalente. O diamante confirma que os modelos estão corretos e que a ringwoodite é a forma da olivina na camada conhecida como zona de transição, que se estende entre 410 e 660 quilômetros de profundidade. Portanto, a pedra parece solucionar o debate quanto à existência de água nessa camada específica do manto, e Pearson chega a afirmar que a massa de água do manto pode ser equivalente àquela que vemos em todos os oceanos da superfície somados. Porém, como a água foi parar ali?

Zonas de su(bdu)cção

As zonas de subducção são regiões em que a crosta da Terra é “reciclada”, ou seja, são depressões nas quais uma placa tectônica desliza para baixo de outra, afundando a crosta oceânica — repleta de água —, na direção do manto. Eis que parte desse material descendente acaba na zona de transição do manto, fazendo com que esta pareça ser “um cemitério” de material da crosta, de acordo com Pearson.

Keppler ainda ressalta a possibilidade de que a erupção vulcânica que trouxe o diamante à tona tenha dado uma amostra de uma região do manto excepcionalmente rica em água. Neste caso, a proporção de água na ringwoodite não poderia ser generalizada para toda a zona de transição. “No entanto”, acrescenta, “à luz desta amostra, modelos com zonas de transição anidras, ou pobres em água, parecem bastante improváveis”.

A amostra admirada pelos geólogos pegou carona em uma violenta erupção vulcânica e foi descoberta por mineiros de Juína. Diamantes como o que contêm a ringwoodite são frequentemente descartados por não possuírem valor comercial devido ao caminho acidentado que percorrem do manto até a superfície. Nas palavras de Pearson, eles “literalmente parecem ter ido ao inferno e voltado” (uma alusão à expressão da língua inglesa to hell and back, que normalmente significa ter alguém enfrentado com sucesso, porém, à exaustão, uma situação muito atribulada).

Os cientistas reconhecem que a descoberta da amostra foi acidental, mas atentam para a hipótese de que outros estudos já tenham se deparado com a olivina, mas tenham modificado sua forma por meio do aquecimento dos diamantes de grande profundidade, o que pode provocar a mudança na forma como a olivina se apresenta na pedra. Pearson conclui que ser “possível que a ringwoodite tenha sido encontrada por outros pesquisadores antes, mas a maneira como eles prepararam suas amostras fizeram com que ela retornasse a uma forma de baixa pressão“.

Fonte: LiveScience

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é graduado em Ciências Econômicas pela Universidade Estadual Paulista (Unesp) e trabalha como consultor financeiro na Valore Brasil - Controladoria de Resultados. Atualmente, cursa o MBA em Controladoria e Finanças na Universidade de São Paulo (USP). Entusiasta da razão e da ciência, fundou o espaço de divulgação científica Make It Clear Brasil, em 2013.

3 Comentários

  1. Caro Luiz, parabéns pelo esforço de trazer essa notícia para o grande público. Mas há problemas na figura que você apresenta que podem trazer alguma confusão para o público leigo. A camada que desce desde a superfície até a zona de transição e se acumula ali não é água nem a crosta oceânica, é a litosfera oceânica. A crosta oceânica tem somente cerca de 8 km de espessura em média. A litosfera tem 100-150 km de espessura.

    1. Obrigado pelas observações, Ricardo Trindade! Cabe lembrar que a crosta oceânica nada mais é do que a parte superficial da litosfera oceânica, tendo, como exposto em seu comentário, (em média) menos de 10 km de espessura. A subducção ocorre quando a litosfera oceânica de uma placa tectônica “desliza” para baixo quer da litosfera oceânica de outra placa quer da litosfera continental de outra placa. Assim, entendo que a figura que gerou seu comentário retrate a água inserida já na litosfera, uma vez que a crosta oceânica é parte integrante desta, de modo que a água (junto à litosfera) é carregada na zona de subducção e se deposita na zona de transição.
      Espero ter sido esclarecedor! Sinta-se sempre bem-vindo a ler e questionar!

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