Presos dentro de um minúsculo diamante, existem cristais menores de um mineral nunca antes visto que compõe 5 por cento do manto inferior
Enquanto a humanidade continua avançando cada vez mais em direção às estrelas, um lugar muito mais perto de casa permanece completamente inacessível para nós.
Só podemos alcançar o solo até certo ponto, o que significa que o melhor que podemos fazer é especular sobre o que constitui tanto de nosso planeta sob nossos pés.
Mas de vez em quando, o próprio planeta tosse diamantes defeituosos que engoliram pequenas amostras de alguns dos minerais mais exóticos do nosso mundo.
Agora, pela primeira vez, uma dessas cápsulas de diamante transportou um mineral de silicato de cálcio natural do manto inferior da Terra (que constitui mais da metade do volume do nosso planeta), e ainda preservado em sua forma de alta pressão – apesar de sua jornada épica de mais de 660 quilômetros (410 milhas) abaixo da superfície.
“Essa amostragem direta do manto inferior inacessível preencheria nossa lacuna de conhecimento na composição química e [variabilidade] de todo o manto de nosso planeta”, o geoquímico Yingwei Fei do Carnegie Institution for Science explica em um comentário sobre a nova pesquisa, que é relatado na Science.
Batizada de davemaoita pelo mineralogista Oliver Tschauner e colegas da Universidade de Nevada, esta perovskita de silicato de cálcio (CaSiO3) confirma as teorias de 50 anos de sua existência.
O silicato de cálcio existe naturalmente em várias estruturas. A wollastonita é a estrutura comum que esse grupo de elementos cria quando agrupados em uma pressão relativamente baixa. A wollastonita forma a breyita sob pressão intermediária – que é a segunda inclusão mais abundante encontrada nos diamantes profundos da Terra.
Mas a teoria sugere que existe outra maneira pela qual a breyite pode se formar.
Sob os níveis de pressão encontrados no manto inferior da Terra, de 660 a ~ 2.700 km de profundidade, esses átomos se organizam na estrutura de perovskita cúbica. Isso geralmente reverte para outra forma quando a pressão é aliviada, o que também pode ser como parte da breyita carregada pelos diamantes veio a ser.
O CaSiO3 sintético se transforma em vidro assim que a intensa pressão do laser usada para formá-lo é aliviada.
Este cristal de “lata de lixo” é o que torna davemaoíta de interesse geoquímico. A forma e a pressão que o cria unem elementos que normalmente não seriam encontrados na companhia um do outro. Isso inclui tório e urânio geradores de calor, com meia-vida mais longa do que toda a história geológica da Terra.
“Nossas observações indicam que davemaoíta também hospeda potássio além de urânio e tório em sua estrutura”, escrevem Tschauner e a equipe, explicando que isso significa que a abundância da davemaoíta influencia a quantidade de calor existente no manto profundo.
Por sua vez, seu calor e distribuição determinam como a crosta profunda da Terra é reciclada, onde surgem as anomalias de calor e o estado do magma na base do manto da Terra.
Um tipo de CaSiO3-perovskita foi descoberto anteriormente em 2018 e, embora fosse um candidato interessante, suas propriedades não combinavam. Os pesquisadores sugerem que sua estrutura atual pode ter sido moldada em retrógrado – isto é, durante sua elevação ao invés de sua formação inicial.
Esta amostra recém-analisada, presa por um diamante encontrado na mina de Orapa, Botswana, foi confirmada para ter a estrutura prevista por difração de raios-X síncrotron.
A espectrometria de massa a laser revelou que quase metade do cálcio do davemaoita foi substituído por outros elementos – principalmente potássio. Tschauner e a equipe suspeitam que isso pode ter ajudado a preservar sua estrutura junto com a pressão residual ainda encontrada no diamante.
Eles argumentam que seus baixos níveis de titânio e altos níveis de potássio indicam que ele de fato se formou nas profundidades quentes sob pressão do manto inferior da Terra.
Davemaoite foi oficialmente reconhecido como um novo mineral natural pela Comissão de Novos Minerais, Nomenclatura e Classificação da Associação Mineralógica Internacional.
Publicado em 14/11/2021 12h18
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