Cientistas descobrem como os diamantes chegam à superfície (e onde os podemos encontrar)

“Um diamante é para sempre.” Este slogan icónico, cunhado para uma campanha publicitária altamente bem-sucedida na década de 1940, vendeu estas pedras como um símbolo de compromisso eterno e unidade.

Mas uma nova pesquisa publicada na Nature, sugere que os diamantes também podem ser um sinal de separação – das placas tectónicas da Terra, isto é. E pode até dar pistas sobre onde é melhor procurá-los.

Os diamantes, sendo as pedras naturais mais duras, requerem pressões e temperaturas intensas para se formarem. Essas condições são alcançadas apenas profundamente na Terra. Então, como é que eles chegam até à superfície?

Os diamantes são transportados em rochas fundidas, ou magmas, chamados quimberlitos. Até agora, não sabíamos que processo fazia com que os quimberlitos disparassem repentinamente através da crosta terrestre, após milhões, ou mesmo milhares de milhões, de anos escondidos sob os continentes.

Ciclos de supercontinentes

A maioria dos geólogos concorda que as erupções explosivas que libertam diamantes acontecem em sincronia com o ciclo de supercontinentes: um padrão recorrente de formação e fragmentação de massas de terra que tem definido milhares de milhões de anos da história da Terra.

No entanto, os mecanismos exatos subjacentes a esta relação são debatidos. Surgiram duas teorias principais.

Uma propõe que os magmas quimberlíticos exploram as “feridas” criadas quando a crosta terrestre é esticada ou quando as placas tectónicas se separam. A outra teoria envolve plumas mantélicas, que são colossais ascensões de rocha fundida a partir da fronteira entre o núcleo e o manto, localizadas a cerca de 2900km de profundidade.

Ambas as ideias, no entanto, não estão isentas de problemas. Em primeiro lugar, a parte principal da placa tectónica, conhecida como litosfera, é incrivelmente forte e estável. Isto dificulta a penetração das fraturas, que permitem que o magma escoe.

Além disso, muitos quimberlitos não têm os “sabores” químicos que esperaríamos encontrar em rochas derivadas de plumas mantélicas.

Em contraste, pensa-se que a formação de quimberlitos envolve graus extremamente baixos de fusão de rochas mantélicas, muitas vezes menos de 1%. Então, é necessário outro mecanismo. O novo estudo oferece uma possível resolução para este enigma de longa data.

Os autores usaram análises estatísticas, com a ajuda da inteligência artificial (IA) – para examinar forensemente a ligação entre a separação continental e o vulcanismo quimberlítico. Os resultados globais mostraram que as erupções da maioria dos vulcões qimberlíticos ocorreram entre 20 e 30 milhões de anos após a separação tectónica dos continentes da Terra.

Além disso, o estudo regional que visou o os três continentes onde estão a maioria dos quimberlitos – África, América do Sul e América do Norte – apoiou esta descoberta e acrescentou uma grande pista: as erupções de quimberlitos tendem a migrar gradualmente das extremidades continentais para os interiores ao longo do tempo, a uma taxa que é uniforme nos continentes.

Isso levanta a questão: que processo geológico poderia explicar estes padrões? Para responder a essa questão, os cientistas usaram vários modelos de computador para capturar o comportamento complexo dos continentes.

Efeito dominó

Os autores sugerem que um efeito dominó pode explicar como a separação dos continentes acaba por levar à formação de magma quimberlítico. Durante a separação, uma pequena região da raiz continental – áreas de rocha espessa localizadas sob alguns continentes – é perturbada e afunda no manto subjacente.

Aqui, há um afundamento de material mais frio e a ascensão do manto quente, causando um processo chamado convecção orientada pelo limite. Os modelos mostram que essa convecção desencadeia padrões de fluxo semelhantes que migram sob o continente próximo.

Os modelos mostram que, enquanto varrem ao longo da raiz continental, estes fluxos disruptivos removem uma quantidade substancial de rocha, com dezenas de quilómetros de espessura, da base da placa continental.

Vários outros resultados dos modelos de computador mostram que este processo pode reunir os ingredientes necessários nas quantidades certas para provocar apenas a fusão suficiente para gerar quimberlitos ricos em gás. Uma vez formados, e com grande flutuabilidade fornecida pelo dióxido de carbono e água, o magma pode subir rapidamente à superfície.

Encontrar novos depósitos de diamantes

Este modelo não contradiz a associação espacial entre quimberlitos e plumas mantélicas. Pelo contrário, a separação das placas tectónicas pode ou não resultar do aquecimento, afinamento e enfraquecimento da placa causados pelas plumas.

No entanto, a pesquisa mostra claramente que os padrões espaciais, temporais e químicos observados na maioria das regiões ricas em kimberlitos não podem ser adequadamente explicados apenas pela presença de plumas.

Os processos que desencadeiam as erupções que trazem diamantes à superfície parecem ser altamente sistemáticos. Eles começam nos limites dos continentes e migram para o interior a uma taxa relativamente uniforme.

Essa informação pode ser usada para identificar os possíveis locais e momentos de erupções vulcânicas passadas ligadas a este processo, dando pistas que poderiam permitir a descoberta de depósitos de diamantes e outros elementos raros necessários para a transição para as energias verdes.