Quer sejam encontrados em um anel de noivado ou em um colar antigo, diamantes geralmente geram reações rápidas de seus recipientes. Agora, novas pesquisas mostram que no fundo da Terra, As reações rápidas entre as placas tectônicas subduzidas e o manto em profundidades específicas podem ser responsáveis ​​pela geração dos diamantes mais valiosos.

Os diamantes extraídos com mais freqüência em todo o mundo são formados no manto da Terra em profundidades de cerca de 150-250 quilômetros (93-155 milhas). Eles são criados por extrema pressão e temperatura de pelo menos 1050 graus Celsius (1922 graus Fahrenheit). Apenas uma pequena quantidade desses diamantes chega às regiões lavráveis, já que a maioria é destruída no processo de atingir a crosta terrestre por meio de erupções vulcânicas de origem profunda.

Mas uma pequena porção de diamantes extraídos, chamados diamantes sub-litosféricos ou superprofundos, são formados em profundidades muito mais profundas do que outros, principalmente em duas zonas ricas em profundidades de 250-450 quilômetros (155-279 milhas) e 600-800 quilômetros (372-497 milhas). Esses diamantes se destacam dos demais por suas composições, que ocasionalmente incluem materiais das profundezas da Terra, como granada majorita, ferropericlase e bridgmanita.

"Embora compondo apenas 1 por cento do total de diamantes minados, parece que muitos diamantes grandes e de alta pureza são diamantes superprofundos, então eles têm um bom valor como gemas, "disse Feng Zhu, o principal autor do novo estudo em Cartas de pesquisa geofísica , um jornal da American Geophysical Union, que era um pesquisador de pós-doutorado em geologia na Universidade de Michigan quando realizou a pesquisa.

Nenhuma teoria anterior explicou completamente a razão pela qual muito poucos diamantes foram encontrados perto da superfície da área a profundidades de 450-600 quilômetros (372-497 milhas) - a região entre as zonas onde a maioria dos diamantes superprofundos são formados.

O novo estudo busca explicar esse fenômeno. Zhu, agora um pesquisador de pós-doutorado na Universidade do Havaí, e seus colegas acreditam que as duas áreas superprofundas onde os diamantes são formados são ricas em gemas devido às altas taxas de produção. O novo estudo explica o que impulsiona a reação de produção de diamante em algumas áreas e o que a retarda em outras áreas.

Formação de diamante

De acordo com os autores, diamantes podem se formar em qualquer lugar do manto, que se estende de cerca de 35 a 2, 890 quilômetros (21-1, 800 milhas) abaixo da superfície da Terra. Contudo, os humanos raramente veem a maioria dos diamantes formados. Muito poucos diamantes sobrevivem à viagem vulcânica à crosta terrestre, onde podemos amostrá-los.

Isso significa que as chances de encontrar diamantes de regiões profundas do manto, que produzem relativamente poucas joias, é extremamente pequeno. Apenas 1% dos diamantes extraídos vêm de regiões superprofundas.

"Em nossa hipótese, a produção de diamantes em qualquer profundidade do manto é possível, é que a taxa de produção é diferente, então eles têm uma chance diferente de serem amostrados na crosta, "Zhu disse.

Criando diamantes

A fim de imitar as pressões extremas experimentadas nas profundezas dos planetas, os autores do estudo usaram células de bigorna de diamante e um 1, Aparelho multi-bigorna de 000 toneladas na Universidade de Michigan. Ambos os dispositivos permitem aos pesquisadores comprimir materiais de tamanho inferior a um milímetro em pressões extremas. Eles comprimiram o pó de carbonato de magnésio com folha de ferro em temperaturas extremas e conseguiram criar minúsculos grãos de diamante visíveis através de microscópios eletrônicos de varredura.

Eles descobriram que, quando as condições são adequadas, grãos de diamante podem se formar tão rapidamente quanto a cada dois minutos, e nunca demorou mais do que algumas horas para se formar, embora o crescimento de diamantes de gema possa levar muito mais tempo em um ambiente real de fluido de fusão.

Na região mais rasa, rica em formação de diamantes superprofundos, 250-450 quilômetros (155-279 milhas) para baixo, uma placa tectônica subdutiva empurra sob o manto da Terra. Isso fornece muito carbonato, que cria "fábricas em uma correia transportadora" para diamantes quando combinados com o ferro do manto, disseram os autores.

Altas temperaturas promovem reações que formam diamantes, mas a pressão faz o oposto. Em profundidades de aproximadamente 475 quilômetros (295 milhas) abaixo da superfície, a pressão aumenta, e as reações diminuem drasticamente, disseram os autores. É por isso que poucos diamantes são encontrados perto da superfície da Terra vindo entre 450-600 quilômetros (372-497 milhas).

"Quando sua pressão atinge a região estável do diamante, ele vai se formar. Mas quando você aumenta a pressão, ela se forma a taxas mais baixas. Você tem uma troca lá, "Zhu disse.

Uma exceção a essa regra está na região mais profunda de 600-800 quilômetros (372-497 milhas) abaixo da superfície. Nessa região, o acúmulo de carbonato devido à estagnação das placas tectônicas empurrando para baixo compensa a overdose de pressão. Então, enquanto as reações diminuem, temperaturas mais altas e abundância de carbonato tornam a região rica em diamantes.

Zhu disse que o novo estudo aumenta a compreensão dos cientistas sobre o manto da Terra, sobre o qual relativamente pouco se sabe com certeza.

"As inclusões de diamantes superprofundos nos trazem as únicas amostras de minerais do manto profundo da Terra, "disse ele." Ver para crer, e essas inclusões fornecem uma base sólida para os estudos sobre o manto inacessível. "

Esta história foi republicada por cortesia de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), uma comunidade de blogs de ciência espacial e terrestre, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.