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Diamantes podem surgir em "zona intermediária" no interior da Terra

Um experimento liderado por Sang-Heon Shim, geocientista da Universidade do Arizona, mostrou que a camada rochosa que divide o núcleo metálico da Terra e o manto do nosso planeta pode abrigar uma “fábrica de diamantes”. O experimento mostrou que diamantes podem ser formados se ferro, carbono e água — todos encontrados na região — forem expostos à pressão e temperaturas extremas.

De forma resumida, podemos descrever a Terra como um planeta rochoso formado por diferentes camadas — a superior delas, por exemplo, é a crosta; depois vem o manto, uma camada sólida com temperaturas que podem chegar a 2.000 ºC. Já o núcleo é a parte central do planeta, e pode chegar a 6.000 ºC. Quando o núcleo tem contato com o manto, o ferro derretido (portanto, líquido) encontra rochas sólidas em uma condição de transição semelhante àquela da camada rochosa para a atmosfera, que ocorre na superfície.

Esquema das camadas internas da Terra (Imagem: Reprodução/NASA/GODDARD MEDIA STUDIOS)
Esquema das camadas internas da Terra (Imagem: Reprodução/NASA/GODDARD MEDIA STUDIOS)

Nestas condições, alguns processos químicos acontecem — como nas regiões em que parte das placas tectônicas é empurrada para baixo da outra, fazedo com que a crosta oceânica seja empurrada para a subsuperfície e trazendo água para os minerais das rochas da crosta. Por isso, Shim acredita que a água pode existir na “fronteira” entre o manto e o núcleo, desencadeando reações químicas ali.

Para investigar este cenário, ele e seus colegas uniram os compostos presentes na região, os pressionaram a 140 gigapascals e aqueceram as amostras a mais de 6.800 ºC. “Monitoramos que tipo de reação estava acontecendo quando aquecemos a amostra, e detectamos diamantes e uma troca inesperada de elementos entre as rochas e o metal líquido”, relatou.

Shim explica que, nestas condições, as moléculas de hidrogênio da água se separaram das de oxigênio. No caso dos processos do interior da Terra, a alta pressão iria empurrar o hidrogênio ao ferro, o metal que compõe a maior parte do núcleo; enquanto isso, o oxigênio da água iria permanecer no manto, e o hidrogênio seria misturado ao núcleo — inclusive, ele observou que o hidrogênio parece "mover" os elementos mais leves ali, como o carbono.

No estudo, os pesquisadores uniram os "ingredientes" presentes no interior da Terra e os uniram (Imagem: Reprodução/Sang-Heon Shim, Arizona State University)
No estudo, os pesquisadores uniram os "ingredientes" presentes no interior da Terra e os uniram (Imagem: Reprodução/Sang-Heon Shim, Arizona State University)

O carbono “expulso” iria rumo à divisão núcleo-manto, encontrando pressões altíssimas e formando diamantes — mas, neste caso, os diamantes não seriam como aqueles das joias, e provavelmente iriam perder carbono conforme viajam pela crosta terrestre. Segundo os cálculos dos autores, se até 20% da água do oceano for parar na fronteira, ela poderá ajudar a formar diamantes o suficiente para explicar os níveis de carbono na crosta terrestre.

Isso sugere que as chamadas “zonas de baixa velocidade” (aquelas em que as ondas sísmicas dos terremotos são desaceleradas) do manto podem ser áreas de derretimento causado pela água, vindo do movimento das placas tectônicas no fundo do planeta. Não é fácil encontrar evidências deste processo, mas talvez elas estejam presentes em estruturas na fronteira núcleo-manto, que podem ter grandes grupos de diamantes.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Geophysical Research Letters.

Fonte: Canaltech

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