Kimberlitos são rochas magmáticas que se formam no interior da Terra e são trazidas à superfície por erupções vulcânicas. Na sua turbulenta viagem para cima, os magmas assimilam outros tipos de minerais, referidos colectivamente como xenolitos (grego para “rochas estrangeiras”). Os xenolitos encontrados no kimberlito incluem os diamantes, e a grande maioria dos diamantes extraídos no mundo hoje em dia é encontrada em minérios de kimberlito. Exatamente como os kimberlitos adquirem a flutuabilidade necessária para sua longa ascensão através da crosta terrestre tem sido, no entanto, algo de um mistério.
Uma equipa internacional de investigação liderada pelo Professor Donald Dingwell, Director do Departamento de Geo e Ciências Ambientais da LMU, demonstrou agora que as rochas assimiladas apanhadas pelo caminho são responsáveis por dar o impulso necessário. O magma primordial é básico, mas a incorporação de minerais silicatos encontrados durante sua ascensão torna o derretimento mais ácido. Isto leva à liberação de dióxido de carbono na forma de bolhas, que reduzem a densidade do derretimento, causando essencialmente a espuma. O resultado líquido é um aumento da flutuabilidade do magma, o que facilita a sua contínua ascensão. “Porque os nossos resultados aumentam a nossa compreensão da gênese do kimberlito, eles serão úteis na busca de novos minérios com diamantes e facilitarão a avaliação das fontes existentes”, diz Dingwell.
Mais conhecidos kimberlitos formados no período entre 70 e 150 milhões de anos atrás, mas alguns têm mais de 1200 milhões de anos de idade. Em geral, os kimberlitos são encontrados apenas em cratões, as mais antigas áreas sobreviventes da crosta continental, que formam os núcleos das massas terrestres continentais e têm permanecido praticamente inalterados desde a sua formação há eons atrás. Os magnas kimberlitos formam cerca de 150 km abaixo da superfície da Terra, ou seja, a profundidades muito maiores do que qualquer outra rocha vulcânica. As temperaturas e pressões a tais profundidades são tão elevadas que o carbono pode cristalizar sob a forma de diamantes. Quando os magmas kimberlíticos são forçados através de longas chaminés de origem vulcânica chamadas tubos, como a água de uma mangueira quando o bocal é estreitado, a sua velocidade aumenta acentuadamente e os diamantes colocados são transportados para cima como se estivessem num elevador. É por isso que os tubos de kimberlito são os locais da maioria das minas de diamantes do mundo. Mas os diamantes não são os únicos passageiros. Os kimberlitos também transportam muitos outros tipos de rocha com eles na sua longa viagem para a luz.
Apesar desta “carga extra”, os magmas de kimberlitos viajam rapidamente, e emergem na superfície da Terra em erupções explosivas. “Geralmente assume-se que gases voláteis como o dióxido de carbono e o vapor de água desempenham um papel essencial no fornecimento da flutuação necessária para alimentar a rápida ascensão dos magmas de kimberlito”, diz Dingwell, “mas não estava claro como esses gases se formam no magma”. Com a ajuda de experiências de laboratório realizadas a temperaturas adequadamente elevadas, a equipa de Dingwell conseguiu mostrar que os xenolitos assimilados desempenham um papel importante no processo. O magma primordial no interior da Terra é referido como básico porque consiste principalmente em componentes carbonatados, que também podem conter uma elevada proporção de água. Quando o magma ascendente entra em contacto com rochas ricas em silicatos, estas são efectivamente dissolvidas na fase de fusão, o que acidifica o derretimento. À medida que mais silicatos são incorporados, o nível de saturação do dióxido de carbono dissolvido na fusão aumenta progressivamente à medida que a solubilidade do dióxido de carbono diminui. Quando o derretimento se satura, o excesso de dióxido de carbono forma bolhas.
“O resultado é uma espumação contínua do magma, que pode reduzir a sua viscosidade e, certamente, dar a flutuação necessária para alimentar a sua erupção muito veemente na superfície da Terra”, como explica Dingwell. Quanto mais rápido o magma sobe, mais silicatos são arrastados no fluxo, e maior a concentração de silicatos dissolvidos – até que finalmente as quantidades de dióxido de carbono e vapor de água liberados impulsionam o derretimento quente para cima com grande força, como um foguete.
Os novos achados também explicam porque os kimberlitos são encontrados apenas em núcleos continentais antigos. Apenas aqui a crosta é suficientemente rica em minerais ricos em sílica para impulsionar sua ascensão e, além disso, a crosta cratônica é excepcionalmente espessa. Isto significa que a viagem à superfície é correspondentemente mais longa, e o magma ascendente tem muitas oportunidades de entrar em contacto com minerais ricos em silicatos.