Fontes de diamantes que irrompem do centro da Terra estão revelando a história perdida de supercontinentes

por Lucas
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O fascinante mundo da formação de diamantes e sua intrincada conexão com a história dos supercontinentes da Terra desdobra uma história de processos geológicos, que começa há cerca de 86 milhões de anos, durante o crepúsculo do período Cretáceo, quando uma fissura vulcânica no que hoje é a África do Sul se tornou ativa. O magma, originário das profundezas da Terra, subiu a velocidades incríveis, transportando rochas e minerais para a superfície. A natureza exata dessa erupção superficial permanece desconhecida, mas provavelmente se assemelhava às dramáticas erupções de vulcões como o Monte Vesúvio.

Esse evento geológico deixou para trás tubos distintos em forma de cenoura, preenchidos com rochas ígneas, sob colinas brancas desgastadas. Em 1869, essas colinas, parte da paisagem que se tornaria conhecida como a Mina de Kimberley, renderam a Estrela da África, um enorme diamante. Essa descoberta catapultou a área para a fama, levando à corrida do diamante na África do Sul. A Mina de Kimberley, frequentemente referida como “O Grande Buraco”, é talvez a maior escavação feita à mão na Terra.

Kimberlitos

As formações geológicas onde diamantes como a Estrela da África são encontrados são chamadas de kimberlitos. Kimberlitos são relativamente pequenos e raros, encontrados em locais que vão da Ucrânia à Sibéria e à Austrália Ocidental. O que os diferencia é a profundidade de onde seus magmas se originam, conhecida por surgir sob as bases dos continentes, na fronteira do manto quente e convectivo, e possivelmente ainda mais profundamente, na transição entre o manto superior e inferior.

Os kimberlitos desempenham um papel crucial na formação e transporte de diamantes. Diamantes são formados a partir de carbono sob pressão extrema nas camadas mais profundas da litosfera, a pelo menos 150 quilômetros abaixo da superfície. Alguns diamantes, conhecidos como diamantes sub-litosféricos, formam-se ainda mais profundamente, até cerca de 700 quilômetros. Conforme os kimberlitos fazem sua jornada eruptiva para a superfície, eles coletam esses diamantes, trazendo-os para a crosta superior.

Pesquisadores há muito sabem que movimentos das placas tectônicas, especificamente o processo de subducção, onde uma placa desliza sob outra, arrastam carbono para profundidades onde ele pode cristalizar em diamante. Descobertas recentes sugerem que o reaparecimento desse carbono, agora na forma de diamantes, está ligado aos movimentos dessas placas, especialmente durante a fragmentação dos supercontinentes.

Supercontinentes

Uma série de estudos revelou uma correlação entre a atividade de kimberlitos e a fragmentação dos supercontinentes. Por exemplo, um aumento significativo nas erupções de kimberlitos ocorreu em torno da fragmentação do supercontinente Nuna, cerca de 1,2 bilhão a 1 bilhão de anos atrás, e outro durante a fragmentação de Rodínia entre 600 milhões e 500 milhões de anos atrás. No entanto, o período mais prolífico para erupções de kimberlitos foi entre 250 milhões e 50 milhões de anos atrás, coincidindo com a fragmentação de Pangeia. Esse padrão sugere uma conexão fundamental entre os ciclos de supercontinentes e as erupções de kimberlitos.

O processo de formação de kimberlitos envolve dois componentes chave: rocha derretida profunda rica em fluidos e uma perturbação continental que traz esse derretimento à superfície. A causa exata da formação do derretimento de kimberlito permanece um mistério, mas a química única dos kimberlitos, que difere significativamente da rocha do manto de onde derivam, é notável. Kimberlitos são ricos em voláteis como água e dióxido de carbono, contribuindo para sua flutuabilidade e alta velocidade, permitindo-lhes atravessar a crosta a velocidades de até 134 km/h.

Um estudo realizado em agosto de 2023 usou modelagem computacional para explorar como os kimberlitos podem irromper através dos núcleos espessos dos continentes. A pesquisa indicou que o rifteamento, onde a crosta continental se separa, desempenha um papel crucial. Esse estiramento cria condições na base do continente, permitindo que materiais quentes do manto subam, esfriem e caiam, criando redemoinhos que misturam diferentes materiais e formam os kimberlitos efervescentes e flutuantes. Essas dinâmicas começam perto das zonas de rifte e gradualmente desestabilizam áreas vizinhas, levando a um padrão de erupções de kimberlitos que começam perto da zona de rifte e avançam progressivamente para áreas mais estáveis da crosta. Isso explica por que o pico de atividade de kimberlito muitas vezes ocorre algum tempo após o início da fragmentação de um supercontinente.

Outras percepções sobre esse fenômeno vêm do estudo de diamantes rosa da Austrália Ocidental, que sugere sua emergência na superfície há cerca de 1,3 bilhão de anos, alinhando-se com a fragmentação de Nuna. Essa descoberta fortalece a ligação entre o estiramento continental e a ascensão de magmas profundos, incluindo kimberlitos, à superfície da Terra.

Embora os próprios kimberlitos forneçam informações limitadas sobre sua origem no manto devido ao seu rápido intemperismo e perda de interesse químico, os diamantes carregados dentro deles contam uma história diferente. Diamantes têm histórias de formação independentes e são frequentemente muito mais antigos que os magmas de kimberlito que os transportam para a superfície. Esses diamantes podem conter bolsões microscópicos de fluido do manto, datando de centenas de milhões a até bilhões de anos. Alguns diamantes se originam de profundidades extremas, perto da fronteira entre o manto e o núcleo da Terra, fornecendo percepções únicas sobre essas regiões de outra forma inacessíveis.

Em outubro de 2023, um estudo publicado na revista Nature explorou diamantes do Brasil e da Guiné que se formaram entre 300 e 700 quilômetros de profundidade. Esses diamantes, datados de cerca de 650 milhões de anos atrás, coincidem com a formação do supercontinente Gondwana. Esse momento sugere que esses diamantes superprofundos provavelmente estavam anexados à base do continente e permaneceram lá até a fragmentação de Gondwana durante o Cretáceo, quando finalmente foram trazidos à superfície por erupções de kimberlito.

O estudo lança luz sobre como os continentes crescem ao longo do tempo. O processo de subducção, onde a crosta oceânica desliza sob a crosta continental, não apenas aproxima dois continentes, mas também transporta carbono para profundidades suficientes para formar diamantes. Essas placas subduzidas podem se tornar flutuantes e subir, trazendo consigo diamantes superprofundos. Esse material pode aderir às bases dos continentes por milênios, contribuindo para seu crescimento e influenciando potencialmente onde os magmas de kimberlito se formam.

A formação de diamantes também fornece pistas sobre o ciclo dos supercontinentes. Por exemplo, a formação de Gondwana está ligada à criação de diamantes superprofundos, indicando uma conexão entre a montagem continental e a gênese de diamantes. Da mesma forma, a fragmentação de supercontinentes, como Gondwana e Pangeia, está associada à superfície desses diamantes, destacando o papel das atividades tectônicas em seu transporte para a crosta terrestre.

Os cientistas ainda estão explorando como as placas subduzidas afetam as bases dos supercontinentes e se isso influencia a longevidade de um supercontinente antes de ele se fragmentar. Além disso, o material crustal reciclado desses processos pode desempenhar um papel na formação e erupção de magmas de kimberlito.

Os diamantes também servem como cápsulas do tempo, oferecendo vislumbres da história antiga da Terra. Alguns diamantes são formados a partir de carbono incorporado à Terra em sua formação, enquanto outros se originam de carbono associado à vida antiga, arrastado para baixo pela crosta subduzida. A análise da estrutura molecular do carbono dentro das inclusões de diamante pode revelar qual processo formou os diamantes, lançando luz sobre eventos significativos na história da Terra, como o início da subducção generalizada ou a prevalência de vida nos oceanos antigos.

No entanto, determinar as idades precisas dos diamantes, particularmente aqueles das profundezas mais profundas, permanece um desafio. À medida que a pesquisa avança, descobrir diamantes de rupturas anteriores de supercontinentes pode fornecer mais insights sobre a história dinâmica de nosso planeta.

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