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Os Gigantes e Raros Diamantes que Revelam como Funciona o Manto


Este texto apresenta um resumo estendido do artigo “Large Gem Diamonds From Metallic Liquid in Earth’s Deep Mantle”, publicado em 16 de dezembro de 2016 na revista Science. O Pós-doutor e pesquisador do GIA , Evan Smith é o principal autor do artigo.

Grandes e excepcionais gemas de diamantes, como o famoso Cullinan ou Lesotho Promise, tendem a ter um conjunto de características físicas que os distinguem de outros tipos de diamantes. Uma das características mais conhecidas é a baixa concentração de nitrogênio, de modo que esses diamantes são predominantemente de tipo II, embora nem todos os diamantes de tipo II pertençam necessariamente a esta família. A nova pesquisa publicada na Science revela que essas gemas similares ao Cullinan, chamadas de diamantes "CLIPPIR", nos dizem algo notável sobre as profundezas da terra.

As novas descobertas mostram que os diamantes CLIPPIR podem ter crescido a partir de um líquido metálico no manto. Este metal, ferro-níquel, é criado e estabilizado pelos minerais de alta pressão no manto. Embora a quantidade de metais nessas regiões do manto seja provavelmente de cerca de 1% ou menos, espera-se que eles regulem e limitem a disponibilidade de oxigênio. A distribuição e disponibilidade de oxigênio é um dos principais parâmetros que regem a grande evolução geológica da Terra.

Esta descoberta é baseada em inclusões. Conforme explicado no artigo, os diamantes CLIPPIR tendem a ter poucas inclusões, especialmente em seu estado lapidado e polido, porém às vezes eles apresentam pequenas inclusões metálicas presas em seu interior. As inclusões metálicas coexistem com traços de metano fluido e hidrogênio. Além das inclusões metálicas, alguns diamantes CLIPPIR contêm inclusões minerais que restringem a profundidade de origem. Essas inclusões mostram que os diamantes foram formados em profundidades extremas, provavelmente dentro de 360-750 km no manto convectivo. Isso é muito mais profundo do que a maioria dos diamantes, que se formam na parte inferior das placas tectônicas continentais em profundidades de 150-200 km. Esta nova explicação para diamantes CLIPPIR resolve um dos principais enigmas no estudo da formação de diamantes - como os melhores e maiores diamantes do mundo se formaram.

A composição das inclusões fornece a história. As inclusões metálicas são uma mistura solidificada de ferro, níquel, carbono e enxofre, contendo também vestígios de metano fluido e hidrogênio no minúsculo espaço entre as fases metálicas e o diamante envolvente. Originalmente, essa mistura era uma massa maior de líquido metálico fundido no manto, a partir do qual o carbono puro cristalizou para formar diamantes. Pequenas gotículas desse líquido metálico foram ocasionalmente presas nos diamantes à medida que cresciam. Durante o corte e o polimento, partes do diamante que contêm inclusões geralmente são cortadas ou polidas para criar gemas requintadas com falhas mínimas. Essas peças não aproveitadas geralmente não são disponibilizadas para pesquisas, porém um esforço especial foi realizado para obter esses cortes.

Experimentos e teorias anteriores previram, durante muitos anos, que partes do manto, abaixo 250 km de profundidade, contêm pequenas quantidades de ferro metálico e possuem oxigênio limitado. Agora, as inclusões metálicas e os seus revestimentos circundantes de metano e hidrogênio em diamantes CLIPPIR fornecem evidências físicas consistentes e sistemáticas para suportar esta teoria. Embora a extensão da distribuição de metais seja incerta, esta é uma observação fundamental para a nossa compreensão da Terra, incluindo a reciclagem de rochas superficiais no manto convectivo, e o armazenamento profundo e o ciclo de Carbono e hidrogênio no manto através do tempo geológico.

Através de um acordo com a revista Science, os visitantes do GIA.edu podem acessar o texto completo do artigo "Large Gem Diamonds From Metallic Liquid in Earth’s Deep Mantle".

Este texto foi traduzido originalmente do site GIA.EDU

References
  1. Smith, E. M. et al. Large gem diamonds from metallic liquid in Earth's deep mantle. Science in press, doi:10.1126/science.aal1303 (2016).

  2. Frost, D. J. et al. Experimental evidence for the existence of iron-rich metal in the Earth's lower mantle. Nature 428, 409-412, doi:10.1038/nature02413 (2004).

  3. Rohrbach, A. et al. Metal saturation in the upper mantle. Nature 449, 456-458, doi:10.1038/nature06183 (2007).

  4. Rohrbach, A. & Schmidt, M. W. Redox freezing and melting in the Earth's deep mantle resulting from carbon-iron redox coupling. Nature 472, 209-212, doi:10.1038/nature09899 (2011).

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