Sob as condições peculiares presentes nas profundezas do manto terrestre, carbonatos de ferro podem desempenhar um papel na formação de diamantes, uma equipe internacional de pesquisadores descobriu.
Diamantes extraídos de profundidades de cerca de 700 km. carregam inclusões que contêm carbonatos, fornecendo evidências diretas de que existem carbonatos em tais profundidades. Contudo, sua gama de estabilidade, as estruturas cristalinas e as condições termodinâmicas do processo de descarbonatação não são bem compreendidas.
Os cientistas - vindos da Rússia, França, Alemanha, Itália e Estados Unidos - investigaram esses carbonatos simulando as condições peculiares que caracterizam o manto profundo da Terra, Incluindo:
Obviamente, a maioria dos compostos químicos estáveis na superfície da Terra não pode existir sob tais condições extremas.
Contudo, os cientistas encontraram alguns outliers. Especificamente, sua pesquisa revelou que, nessas condições, podem existir moléculas de carbonato, e pode se reorganizar para que o carbono carregue um átomo de oxigênio extra, formando uma forma tetraédrica.
A equipe detectou pela primeira vez dois novos compostos, incluindo o chamado "tetracarbonato" que tem o potencial de sobreviver nas profundezas do manto inferior da Terra.
Os resultados de seu trabalho indicam que uma das novas estruturas cristalinas é incomumente estável e retém sua estrutura nas condições presentes no manto terrestre, a profundidades de 2, 500 km - perto de onde o manto encontra o núcleo da Terra.
Através do processo de auto-oxidação, carbonatos podem permanecer preservados nas profundezas do manto terrestre, contribuindo assim para a formação de diamantes.
Leyla Ismailova, pesquisadora da Skoltech, um dos co-autores do estudo, disse:"Esta descoberta pode nos fornecer um melhor entendimento sobre as reações de auto-oxidação na Terra e o papel que nosso planeta desempenha no ciclo do carbono."
Para simular as condições do manto profundo, a equipe gerou altas pressões e temperaturas usando células de bigorna de diamante aquecidas a laser. Uma amostra muito pequena (10 a 15 mícrons) foi espremida entre um par de diamantes com um feixe de laser focalizado neles. A equipe então usou raios-X síncrotron para examinar o conteúdo e a estrutura das amostras na European Synchrotron Radiation Facility (França) e na Advanced Photon Source (Estados Unidos). Nas mesmas instalações, usando uma espectroscopia Mössbauer síncrotron, eles foram capazes de medir pequenas mudanças nos níveis de energia atômica de Fe, que é crucial para determinar o estado de valência de novos carbonatos de ferro de alta pressão.
