O manto terrestre é uma máquina inquieta e enigmática que impulsiona a vulcanismo, recicla a crosta e regula a evolução a longo prazo do planeta. No entanto, uma de suas características mais elusivas — o estado redox, ou o equilíbrio dos espécies químicas oxidadas e reduzidas — ainda é difícil de medir diretamente. Um novo estudo liderado por Yael Kempe e Yaakov Weiss, do Instituto de Ciências da Terra da Universidade Hebraica, oferece um vislumbre raro desses processos profundos, registrados em nano e micro-inclusões nos diamantes da mina Voorspoed.

Uma Descoberta Rara nas Profundezas

Durante décadas, modelos e experimentos em alta pressão sugeriram que ligas metálicas ricas em níquel deveriam se estabilizar no manto a profundidades de aproximadamente 250-300 km. No entanto, amostras naturais que confirmassem essas previsões têm sido extremamente escassas.

Trabalhando em colaboração com colegas da Universidade de Nevada, da Universidade de Cambridge e do Nanocenter da Universidade Hebraica, a equipe de Weiss identificou agora nano-inclusões metálicas de níquel-ferro e microinclusões de carbonato ricas em níquel preservadas dentro de diamantes que se formaram entre 280-470 km abaixo da superfície da Terra. Essas inclusões representam a primeira evidência direta de ligas ricas em níquel na profundidade prevista — uma validação há muito esperada dos modelos redox do manto.

Os diamantes também contêm coesita, fases aluminous ricas em potássio e inclusões de nitrogênio sólido molecular, o que oferece múltiplos marcadores de pressão que restringem firmemente sua origem ao profundo manto superior e à zona de transição rasa.

Instantâneas Redox Congeladas em Carbono

A importância dessa descoberta vai além da simples confirmação dos modelos teóricos. A coexistência de liga de níquel-ferro e carbonato rico em níquel indica uma reação redox-metassomática — uma interação dinâmica na qual um derretimento carbonatítico-silícico oxidados infiltrou um peridotito reduzido, rico em metais. Isso se une a evidências anteriores de profundidades menores indicando que essa é a principal forma de formação de diamantes naturais.

Nesse ambiente, a oxidação preferencial do ferro em relação ao níquel levou ao enriquecimento da liga residual em níquel. Ao mesmo tempo, carbonatos ricos em níquel e diamantes cristalizaram a partir do derretimento. De fato, os diamantes congelaram um momento geoc químico fugaz: a transformação de uma rocha do manto reduzida em um domínio mais oxidado e rico em voláteis, e a redução de carbonatos para formar diamantes.

“Essa é uma rara captura da química do manto em ação”, afirma Weiss. “Os diamantes atuam como pequenos cápsulas do tempo, preservando uma reação que, de outra forma, desapareceria à medida que os minerais se reequilibram com seu entorno.”

Implicações para a Dinâmica do Manto e Magmatismo

Essas descobertas possuem amplas implicações. Se reações metassomáticas localizadas oxidam periodicamente pequenas porções do manto, isso pode ajudar a explicar por que algumas inclusões em outros diamantes superprofundos registram condições oxidantes inesperadamente altas.

Tais processos também esclarecem as origens de magmas ricos em voláteis. O enriquecimento do peridotito do manto em carbonato, potássio e elementos incompatíveis durante esses eventos redox poderia preparar o manto para a formação posterior de kimberlitos, lamprofitas e até alguns basaltos de ilhas oceânicas. Em outras palavras, as pequenas inclusões nos diamantes da Voorspoed sugerem conexões em larga escala entre subducção, dinâmicas redox do manto e a geração de magmas que moldam continentes e trazem diamantes à superfície.

Diamantes como Testemunhas do Manto

O estudo ressalta o valor científico dos diamantes como mais do que apenas pedras preciosas. Suas inclusões — sejam ligas em escala nanométrica ou minerais de alta pressão — oferecem um dos únicos registros naturais das condições a centenas de quilômetros abaixo de nossos pés.

O trabalho de Kempe e Weiss marca um marco: a primeira confirmação natural de ligas ricas em níquel em profundidades do manto previstas pela teoria, e uma ilustração vívida de como a paisagem redox profunda da Terra Evolui por meio da interação entre meltes e rochas.

À medida que os pesquisadores continuam a examinar essas cápsulas minerais do tempo, podemos descobrir que os diamantes, antes símbolos de permanência, também são narradores de mudanças — testemunhando a química oculta do manto e os processos que continuam a moldar nosso planeta dinâmico.