A possível origem dos diamantes negros carbonado do Brasil

Imagine apanhar uma pedra negra num antigo leito de rio no Brasil. A superfície brilha como vidro, mas o interior está cheio de pequenos orifícios.

Ao parti-la, não encontraria um único cristal, mas sim uma massa compacta de diamantes em miniatura.

De onde veio esta pedra tão peculiar?

Conhecidos como carbonados, estes diamantes negros e porosos encontram-se no Brasil e na África Central. Ainda ninguém identificou a rocha onde se formaram originalmente.

O brilho da sua superfície levou, em tempos, alguns investigadores a questionar se teriam vindo do espaço ou se teriam sido produzidos por um violento impacto cósmico.

Ao contrário dos cristais transparentes e únicos lapidados para joalharia, um grão de carbonado pode conter numerosas cavidades e uma mistura de minerais, cada um possivelmente deixado por uma fase diferente da sua história.

Interpretar esses vestígios é um pouco como reconstituir uma viagem a partir das marcas numa mala que percorreu muitos lugares.

Um novo estudo propõe agora um percurso diferente. Um impacto antigo poderá ter ajudado a transportar material rico em carbono para o interior profundo da Terra.

Os diamantes poderiam ter-se formado aí, no manto, antes de voltarem a subir em direção à superfície.

Nesta explicação, a colisão dá início à história, mas não cria diretamente os diamantes.

O brilho dos diamantes negros carbonado

Para investigar a questão, Attila Demény, Péter Németh e os seus colegas estudaram carbonado da Formação Tombador, no Brasil. Analisaram o carbono, examinaram as pedras com raios X e observaram grãos selecionados ao microscópio eletrónico.

O primeiro enigma era a superfície vítrea, que já tinha sido comparada à crosta exterior fundida de um meteorito. Se um impacto lhe tivesse dado esse acabamento, deveria ter deixado vestígios na estrutura microscópica do diamante.

Em vez disso, os cristais normais de diamante prolongavam-se através da superfície, sem estruturas associadas a choques nos grãos examinados. Algumas pedras apresentavam também uma fina camada de anatase, um mineral composto por dióxido de titânio. Por baixo dela, os cristais individuais de diamante estavam preservados, enquanto o acabamento liso se estendia tanto pela camada como pelo diamante exposto.

«A formação da superfície vítrea teve de ser posterior à precipitação deste mineral», disse Demény ao ScienceAlert.

Esta sequência indica que a camada surgiu primeiro. Mais tarde, alguns fluidos poderão ter dissolvido uma pequena parte do diamante e da camada em simultâneo, alisando as respetivas superfícies. Assim, o brilho poderá revelar um episódio posterior da história da pedra, e não a forma como o diamante se formou inicialmente.

O carbono e a hipótese de subducção

Para descobrir a origem do carbono dos diamantes, os investigadores mediram as proporções de diferentes formas desse elemento. Na maioria das pedras, as proporções eram semelhantes às do carbono deixado por seres vivos antigos. Um dos grãos apresentou um resultado intermédio entre o do carbonado típico e o dos diamantes formados nas profundezas da Terra. O seu carbono poderá ter tido várias origens.

Mas como poderia um material que teve origem à superfície da Terra atingir as profundidades necessárias para formar diamante?

«A única forma é a subducção, que teve de ser muito rápida; caso contrário, os poros no interior do diamante deveriam ter desaparecido», afirmou Demény. A subducção é o processo pelo qual materiais da superfície mergulham no interior da Terra. No modelo da equipa, uma descida rápida ajuda a explicar por que razão os diamantes ainda têm tantos orifícios.

Os investigadores propõem que uma grande colisão na Terra jovem poderá ter desencadeado essa descida. «Sabe-se também que a Terra foi bombardeada por corpos extraterrestres que atingiam 100–200 km, os quais poderão ter induzido uma subducção rápida», disse Demény.

Os sedimentos ricos em matéria orgânica arrastados para baixo poderão ter chegado ao manto, onde uma pressão imensa transformou parte do seu carbono em diamante. Mais tarde, a subida de magma poderá ter fragmentado a rocha que continha os diamantes e transportado os pedaços para cima. Outros minerais entraram nos poros; a erosão depositou os fragmentos em sedimentos, onde os fluidos alisaram posteriormente as suas superfícies.

O percurso proposto ajuda a relacionar várias particularidades do carbonado: o carbono que contém, os seus poros, o aspeto fragmentado e os espaços preenchidos por minerais.

Um estudo anterior descreveu também um exemplar com carbonado sobre o qual crescia um diamante de qualidade gemológica. Segundo Demény, esse achado apoia a ideia de que o carbonado poderá ter passado algum tempo no manto.

Os limites da hipótese sobre o carbonado

Há um precedente de carbono orgânico que acabou por integrar diamantes nas profundezas da Terra. Outras investigações analisaram a forma como os impactos de asteroides afetaram o planeta jovem. Nenhuma destas descobertas comprova todo o percurso proposto para o carbonado, mas ambas mostram por que vale a pena examinar as pistas guardadas nestas pedras.

Os investigadores não identificaram um impacto específico associado ao carbonado.

Também não encontraram, nas amostras, um mineral aprisionado que demonstre de forma definitiva que material da crosta entrou no manto antes de os diamantes se formarem.

Segundo Demény, uma inclusão desse tipo permitiria um teste especialmente útil. A superfície também poderá ter sido alisada antes da erosão; a cronologia continua incerta, e tanto a origem orgânica como a descida desencadeada por um impacto permanecem hipóteses.

O que o estudo estabelece de forma mais direta é a sequência registada à superfície das pedras: a camada de anatase surgiu antes do acabamento vítreo, o que é compatível com uma dissolução posterior por fluidos.

A investigação foi publicada na revista Gondwana Research.

Este artigo foi verificado e editado por Fiona MacDonald. Embora tenhamos orgulho no nosso processo, somos humanos. Se detetar algum erro, informe-nos.