Transformar uma das melhores gemas do mundo – diamantes – em um dos piores gases de efeito estufa – metano – não parece uma grande ideia. No entanto, isso aconteceu através do trabalho de um grupo de pesquisadores das Universidades de Bolonha e Edimburgo (Reino Unido), do Centre National de la Recherche Scientifique (França) e HPSTAR (China). Este resultado publicado em Nature Communications não foi um erro de laboratório desajeitado. Na verdade, este estudo pode fornecer mais informações sobre o ciclo profundo do carbono e a formação de hidrocarbonetos através de processos abióticos (ou seja, não relacionados a atividades biológicas) na Terra profunda.
O ciclo de carbono da terra profunda é responsável por cerca de 90% de todo o ciclo de carbono. Apesar disso, até hoje o ciclo que ocorre abaixo da superfície da Terra é pouco conhecido. Esse fenômeno é crucial para a vida em nosso planeta, pois permite que o carbono nas profundezas da Terra volte para a atmosfera.

"Sabe-se que a decomposição do metano pode levar à formação do diamante. O que era menos conhecido até agora é que o processo oposto também é possível. O metano produzido pela reação entre o diamante e o hidrogênio era a peça que faltava para uma compreensão mais ampla do ciclo profundo do carbono", explica Alberto Vitale Brovarone, professor do Departamento de Estudos Biológicos, Geológicos e Ambientais da Universidade de Bolonha e também um dos autores do estudo.

O ciclo profundo do carbono também inclui a formação de hidrocarbonetos, como o metano, como resultado de processos que não envolvem atividades biológicas. Esta teoria está em discussão há mais de um século. Querendo testar essa teoria, os pesquisadores partiram de diamantes que são essencialmente gemas no manto da Terra compostas por átomos de carbono sólidos em uma estrutura cristalina.

Os estudiosos usaram uma "célula de bigorna de diamante", que é um aparato experimental de alta pressão usado para pressionar duas culetas de diamante uma contra a outra e replicar as condições de pressão do manto superior da Terra, a mais de 70 km de profundidade. Então, empurrando uma atmosfera de hidrogênio puro a 300 ° C, os pesquisadores observaram o metano se formando rapidamente com suas moléculas compostas por um átomo de carbono e quatro de hidrogênio (CH4).

“Criamos um ambiente comparável ao da camada externa do manto terrestre em termos de temperatura e pressão e observamos que o diamante e o hidrogênio reagiam prontamente produzindo metano em poucos segundos”, afirma Vitale Bovarone. "Isso mostra que hidrocarbonetos como o metano podem se formar em profundidades abióticas. Esse fenômeno pode desempenhar um papel fundamental no ciclo de carbono da Terra profunda".

Os pesquisadores replicaram esse experimento adicionando grafite, que também é composto de carbono puro, e um material de carbono semelhante ao vidro. Em ambos os casos, eles observaram a formação de metano mais rápida e mais abundante em comparação com quando usaram apenas diamantes. Esses resultados sugerem que materiais grafíticos à base de carbono podem ser reagentes muito eficientes e, portanto, podem atuar como fontes de energia alimentando reservas de metano no manto superior da Terra.