Mesmo que o carbono seja um dos elementos mais abundantes na Terra, na verdade, é muito difícil determinar quanto dela existe abaixo da superfície no interior da Terra. A análise feita por Marion Le Voyer e Erik Hauri da Carnegie de cristais contendo magma do manto completamente fechado com seu conteúdo de carbono original preservado dobrou as descobertas mundiais de carbono do manto. Os resultados são publicados em Nature Communications .

Geral, há muito sobre a química do carbono que ocorre abaixo da crosta terrestre que os cientistas ainda não entendem. Em particular, a quantidade de carbono no manto da Terra tem sido objeto de debates acalorados por décadas. Este tópico é de interesse porque a quantidade de carbono presente no manto sustenta os processos geológicos do nosso planeta, incluindo o desencadeamento da atividade vulcânica e a sustentação da biosfera. Também afeta nossa atmosfera quando o gás dióxido de carbono é liberado por erupções; erupções vulcânicas desempenharam um grande papel nas variações climáticas pré-históricas.

Mas é difícil medir a quantidade de carbono que existe abaixo da superfície da Terra. Os cientistas podem estudar as rochas ígneas que se formaram quando o manto derrete, chamado magma, subiu à superfície, explodiu como lava, e endurecido novamente para criar uma rocha que é chamada basalto. Contudo, o processo de ascensão e erupção libera quase todo o carbono do magma como gás dióxido de carbono, o que torna as rochas basálticas erupcionadas indicadores fracos da quantidade de carbono que estava nos magmas a partir dos quais se formaram.

"É assim que as erupções explosivas acontecem, "Hauri explicou." A perda catastrófica repentina de gás que, antes da erupção, foi dissolvido no magma em alta pressão, mas durante a erupção não tem para onde ir, não deixando vestígios pós-erupção no basalto endurecido da quantidade de carbono uma vez presente. "

Mas Le Voyer, Hauri, e sua equipe analisou algumas amostras de basalto da dorsal meso-atlântica equatorial que continham minúsculas inclusões magmáticas não estudadas anteriormente, pequenos bolsões de magma puro que estavam completamente presos dentro de cristais sólidos que os protegiam da desgaseificação durante a ascensão e erupção do magma. A análise mostrou que essas inclusões tinham retido seu conteúdo de carbono original antes de entrarem em erupção no fundo do mar.

"Esta é apenas a segunda vez que amostras de magma contendo seu conteúdo de carbono original foram encontradas e analisadas, dobrando nosso conhecimento da química do carbono da região, "Hauri disse.

As primeiras amostras contendo seu carbono original também foram reveladas em Carnegie, pelo professor Alberto Saal da Hauri and Brown University, em 2002. Essas amostras vieram do fundo do mar do Pacífico. A comparação dos dados para essas duas amostras revelou que o teor de carbono do manto é muito menos uniforme do que os cientistas previram anteriormente, variando em até duas ordens de magnitude em diferentes partes do manto.

"Nossa descoberta de que o carbono do manto tem uma distribuição mais complexa do que se pensava anteriormente tem muitas implicações em como os processos do manto podem variar conforme a localização, "acrescentou Le Voyer, que conduziu esta pesquisa como pós-doutorado em Carnegie e agora está na Universidade de Maryland.