Os maiores e mais valiosos diamantes do mundo podem nascer em bolsões de metal líquido localizados nas profundezas da Terra, segundo um novo estudo.
Esta descoberta sugere que bolsas de metal líquido salpicadas por toda a camada de manto da Terra, entre a crosta e o núcleo do planeta, podem desempenhar um papel fundamental na maneira como o carbono e outros elementos são essenciais para o ciclo de vida entre o interior da Terra e a superfície do planeta, disseram os pesquisadores.
Em geral, os diamantes se formam profundamente nas rochas quentes do manto da Terra, subindo à superfície com erupções vulcânicas. O maior diamante com qualidade de gema encontrado até hoje é o diamante Cullinan, que foi descoberto na África do Sul em 1905. O diamante de 3.106,75 quilates, que foi posteriormente cortado em várias peças polidas, originalmente pesava 1,37 libras. (621,35 gramas) e tinha cerca de 9,8 centímetros de comprimento.
Pesquisas anteriores descobriram que os maiores diamantes com qualidade de gema do mundo se destacam de jóias menores, não apenas em tamanho, mas também em composição e estrutura.
"Eles têm muito poucas inclusões presas dentro deles - ou seja, material que não é diamante", disse o principal autor do estudo, Evan Smith, geólogo do Gemological Institute of America, em Nova York. "Eles também são relativamente puros, o que significa que a maioria desses diamantes é feita apenas de átomos de carbono, ao contrário de muitos outros diamantes, que contêm átomos de nitrogênio aqui e ali, substituindo seus átomos de carbono".
Além disso, quando os maiores diamantes estão em estado bruto e polido, "são de forma irregular, como um pirulito que está na boca de alguém há algum tempo, em vez dos cristais agradáveis e simétricos que se costuma pensar com diamantes". Smith disse à Live Science.
Essas diferenças levaram os cientistas a especular que diamantes grandes podem se formar de maneiras diferentes dos diamantes menores e mais comuns. No entanto, os maiores diamantes com qualidade de gema do mundo "valem tanto dinheiro que é muito difícil ter acesso a eles para pesquisa", disse Smith. Isso impediu estudos que possam resolver o mistério das origens dessas grandes gemas, explicou.
Agora, Smith e seus colegas analisaram 42 espécimes acabados dessas jóias, que foram emprestados aos pesquisadores por algumas horas por vez. Além disso, os cientistas examinaram duas amostras inacabadas e nove chamados "cortes", as peças que sobraram após as facetas de uma joia serem cortadas e polidas para obter brilho máximo.
Os pesquisadores detectaram pequenos grãos metálicos presos dentro dessas amostras. As inclusões consistiam em misturas solidificadas de ferro, níquel, carbono e enxofre, uma combinação nunca vista em diamantes comuns, disse o coautor do estudo Steven Shirey, geoquímico do Instituto Carnegie para Ciência em Washington, DC. Os cientistas também detectaram traços de metano e hidrogênio nos espaços delgados entre essas inclusões e o diamante envolvente.
Os grãos metálicos são evidências de que diamantes maciços provavelmente têm origens incomuns, disseram os pesquisadores. A química dessas inclusões metálicas sugere que grandes diamantes cristalizam a partir de bolsões de líquido metálico. Por outro lado, outros diamantes provavelmente crescem a partir de uma sopa química carregada de carbono, oxigênio e hidrogênio, disse Smith.
Várias amostras que os pesquisadores examinaram também possuíam inclusões minerais contendo silício que se formam nas altas pressões encontradas em profundidades extremas, disseram os cientistas. Os pesquisadores estimaram que os diamantes grandes são gemas "super-profundas" que provavelmente se formam a profundidades de 410 a 660 quilômetros. Em comparação, pesquisas anteriores sugeriram que a maioria dos outros diamantes de gemas se forma a profundidades de apenas 93 a 124 milhas (150 a 200 km).
Essas descobertas fornecem evidências diretas de reações químicas teoricamente previstas, suspeitas há muito tempo, no manto da Terra, que criam bolsas de liga metálica de ferro-níquel, disse Smith. A maior parte do ferro e níquel no manto da Terra, em contraste, geralmente está ligada ao oxigênio ou a outro produto químico, explicou.
Embora diamantes grandes e diamantes mais comuns às vezes sejam encontrados juntos, isso não significa que eles se formaram juntos, disse Shirey à Live Science. Em vez disso, o mesmo magma que flui para cima para trazer grandes diamantes à superfície também pode arrastar diamantes menores que se formaram em profundidades mais rasas, disse ele.
Essas descobertas não devem ser tomadas para sugerir "que existe um oceano de metal líquido no fundo do manto da Terra", disse Smith. O metal líquido provavelmente vem apenas em bolsos "limitados a talvez do tamanho de um punho, se eu suponho, que estão apimentados em todo o manto", acrescentou.
"Não existe muito desse ferro metálico - apenas cerca de 1% do manto", disse Smith. "Ainda assim, muda a maneira de pensar sobre a Terra mais profunda, porque elementos como o carbono se dissolvem bem no ferro metálico. Isso significa que a presença desse metal pode afetar o ciclo do carbono, nitrogênio e hidrogênio da Terra profunda para a superfície , do manto da Terra para onde vivemos ".
Pesquisas futuras podem investigar quais são os outros elementos desses grandes diamantes ou seus cortes e quais isótopos estão incluídos, disse Smith.
"Isso pode ajudar a esclarecer a origem desse metal. De onde ele vem, como se forma, qual a sua vida útil e em quais processos ele participa", disse ele.
Os cientistas detalharam suas descobertas online hoje (15 de dezembro) na revista Science.
