Os diamantes são ferramentas excepcionais para investigar o ciclo do carbono e os processos do manto do planeta devido à sua excepcional capacidade de transportar informações isotópicas estáveis e composição de oligoelementos. Os xenólitos do manto do famoso tubo de kimberlito Orapa, no Botswana, que se pensa terem vindo de profundidades de cerca de 150 km, ofereceram algumas das primeiras informações sobre isótopos de carbono hospedados em diamantes. Os valores de isótopos de carbono estáveis para estes diamantes (valores δ13C) variaram de 0 a cerca de -5,5 por mil, indicando uma quantidade considerável de carbono tanto do ambiente superficial como dos sedimentos crustais. No entanto, apenas um pequeno número de diamantes com um espectro isotópico mais amplo foi estudado, deixando desconhecida a natureza e toda a gama de heterogeneidade dos isótopos de carbono no manto da Terra.
A fim de compreender melhor a origem e a circulação do carbono do manto, estudos recentes examinaram a composição isotópica de carbono dos diamantes de diversas áreas ao redor do mundo, incluindo os campos de kimberlito de Letlhakane e Orapa no Botswana, a mina Finsch na África do Sul, e a mina de Argyle. campo de lamproíta na Austrália Ocidental. Estas investigações descobriram uma variedade muito mais ampla de valores de δ13C, de -18,5 a +2,5 por mil, em comparação com estudos anteriores. Diamantes com valores de isótopos de carbono muito desfavoráveis também foram encontrados nesta faixa mais ampla, apontando para um reservatório considerável de sedimentos profundamente enterrados ou material crustal reciclado no manto terrestre que ainda não foi incluído no ciclo geral do carbono. Além disso, a existência de tal heterogeneidade isotópica em vários locais de diamantes implicava a existência de porções química e fisicamente separadas dentro do manto terrestre.
Além dos isótopos de carbono, os diamantes podem fornecer informações vitais sobre as profundezas do derretimento do manto e as origens dos magmas que trouxeram os diamantes à superfície. As concentrações de oligoelementos específicos, como nitrogênio, enxofre e ferro, dentro dos diamantes mudam em função da pressão, temperatura e composição volátil sob a qual são gerados. Estes oligoelementos permitem a criação de zonas de crescimento nos diamantes que correspondem a fases distintas da evolução do magma kimberlítico e da sua ascensão. Por exemplo, um resultado importante da investigação de oligoelementos é que diamantes com cores diferentes, tais como diamantes incolores e castanhos, podem desenvolver-se a partir do mesmo magma inicial, mas sob condições PT distintas e componentes voláteis, o que elucida ainda mais a complexidade do processo de formação do diamante. processo.
Outro avanço significativo no estudo dos diamantes para a compreensão do ciclo do carbono da Terra é a descoberta de diamantes ultraprofundos. Estes diamantes apresentam valores extraordinariamente elevados de δ13C de até +5,5 por mil, indicando que a sua fonte de carbono é substancialmente diferente dos reservatórios convencionais de carbono do manto. A presença de diamantes superprofundos sugere a existência potencial de reservatórios de carbono extremamente antigos no manto inferior da Terra, que podem incluir restos de sedimentos subduzidos e/ou material do manto primordial.
Em resumo, os diamantes fornecem informações vitais sobre o ciclo do carbono da Terra, os processos do manto e as circunstâncias de formação do diamante devido à sua excepcional capacidade de manter informações isotópicas estáveis e composição de oligoelementos. A investigação sobre diamantes resultou na constatação de que o ciclo do carbono da Terra é mais complexo do que se pensava e que existem reservatórios de carbono consideráveis e não identificados no manto da Terra que são críticos para a compreensão dos processos dinâmicos que moldam o nosso planeta.
