Davemaoíta: Encontrado primeiro mineral formado no manto da Terra
Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/11/2021
As primeiras amostras naturais desse mineral originário do manto da Terra foram extraídas desta fatia do minúsculo diamante.
[Imagem: Aaron Celestian/Natural History Museum of Los Angeles]
Mineral do manto terrestre
Ao analisar um diamante formado nas profundezas da Terra, geólogos finalmente encontraram um mineral que se forma naturalmente nas condições de altíssima temperatura e pressão do manto do nosso planeta.
O mineral, batizado de davemaoíta - uma homenagem ao geofísico Ho-kwang "Dave" Mao - havia sido teorizado há várias décadas, mas nunca havia sido encontrado.
A grande dificuldade de estudar os minerais do interior da Terra está em que, além da impossibilidade técnica de chegarmos até eles, sua estrutura mineralógica se perde quando eles são removidos do seu ambiente natural de alta pressão e alta temperatura.
O único outro mineral de alta pressão confirmado na natureza, a bridgmanita, que parece ser também o mineral mais abundante da Terra, foi encontrado dentro de um meteorito que se chocou com o solo em alta velocidade, o que produz pressões enormes.
Isto torna a davemaoíta o primeiro mineral desse tipo - um silicato - realmente formado no manto da Terra a ser encontrado.
Inclusão no diamante
Um pouco de sorte e muita dedicação permitiram que Oliver Tschauner e seus colegas da Universidade de Nevada, nos EUA, finalmente encontrassem a davemaoíta porque ela foi preservada como uma inclusão sólida no interior de um diamante - quando veio para a superfície, a rigidez do diamante garantiu a preservação da estrutura cristalina do mineral.
A maioria dos diamantes se forma entre 120 e 250 quilômetros abaixo da superfície, mas um pequeno diamante retirado de uma mina em Botswana, na África, em 1987, formou-se a cerca de 660 quilômetros de profundidade.
Tschauner não fazia a menor ideia do quão especial esse pequeno diamante era quando começou a estudar a pequena pedra, de 4 milímetros de largura e pesando 81 miligramas, que hoje pertence ao Museu de História Natural de Los Angeles.
Outras perovskitas estão sendo usadas em uma nova geração de células solares e até na computação neuromórfica.
Davemaoíta
Usando difração síncrotron de raios X, a equipe descobriu pequenas inclusões de CaSiO3, um silicato de cálcio cristalizado em uma estrutura conhecida como perovskita, e então usaram um laser para extrair o novo mineral.
A estrutura específica de cálcio, silício e oxigênio que forma a davemaoíta só pode se cristalizar a uma pressão 200.000 vezes maior do que a pressão atmosférica na superfície da Terra - existem versões do CaSiO3 na superfície, mas nesta condição de baixa pressão o resultado é um mineral branco e quebradiço chamado wolastonita.
A perovskita é um supergrupo mineralógico que apresenta a mesma estrutura cristalina do CaTiO3, podendo ser composta por inúmeros outros elementos que se cristalizam na mesma estrutura, o que lhe dá um interesse tecnológico comparável ao do grafeno e da molibdenita.
Com isto, a equipe também demonstrou a capacidade dessas estruturas de hospedar uma série de elementos químicos, incluindo potássio, tório e urânio, três dos principais elementos produtores de calor, que ajudam manter a natureza pastosa do manto da Terra.
Mas as inclusões no diamante também trouxeram surpresas, ao apresentarem uma composição inesperadamente rica em potássio, em comparação com as previsões teóricas. Os cientistas ainda não têm ideia de onde pode ter vindo esse potássio extra, mas afirmam que isto demonstra que a composição do manto da Terra pode ser mais complexo do que se acreditava.
Artigo: Discovery of davemaoite, CaSiO3-perovskite as a mineral from the lower mantle
Autores: Oliver Tschauner, Shichun Huang, Shuying Yang, Munir Humayun, Wenjun Liu, Stephanie N. Gilbert Corder, Hans A. Bechtel, Jon Tischler, George R. Rossman
Vol.: 374, Issue 6569 - pp. 891-894
Artigo: Comment on "Discovery of davemaoite, CaSiO3-perovskite, as a mineral from the lower mantle"
Autores: Michael J. Walter, Simon C. Kohn, Graham Pearson, Steven B. Shirey, Laura Speich, Thomas Stachel, Andrew R. Thomson, Jing Yang
Vol.: 376, Issue 6593
DOI: 10.1126/science.abo0882
Artigo: Response to Comment on "Discovery of davemaoite, CaSiO3-perovskite, as a mineral from the lower mantle"