As misteriosas origens das safiras foram finalmente decifradas: WebCuriosos

Safiras azuis brilhantes, tão sugestivas de frio penetrante, têm origens notavelmente quentes nas profundezas da superfície.

Durante anos, safiras foram encontradas em depósitos vulcânicos como o Eifel Vulcânicoonde o magma do manto terrestre penetra na crosta durante um longo período de tempo, produzindo derretimentos ricos em sódio e potássio. Outros ainda são encontrados em leitos de rios, cujos cristais robustos foram removidos de suas rochas geradoras.

Embora o vulcanismo pareça desempenhar algum tipo de papel, a origem exata dessas safiras nas profundezas dos fornos do nosso planeta era um mistério, com os geólogos incapazes de determinar com certeza se elas se formam apenas no próprio manto ou são extraídas de outros minerais. na ascensão do magma.

Uma nova pesquisa encontrou evidências de que as gemas azuis podem ser forjadas no fogo e na fúria da agitação vulcânica, à medida que processos extremos aquecem e comprimem o óxido de alumínio dentro da crosta em uma forma cristalina chamada corindo; o principal mineral que compõe safiras.

“Uma explicação é que a safira na crosta terrestre se origina de sedimentos anteriormente argilosos em temperaturas e pressões muito altas e os magmas ascendentes simplesmente formam o elevador para a superfície dos cristais”, explica o geólogo e petrólogo Axel Schmitt da Curtin University, na Austrália.

Os investigadores queriam saber se era esse o caso, se as safiras se formavam no manto superior ou na crosta inferior e eram apanhadas e transportadas para cima pelo magma que avançava em direcção à superfície a partir de baixo. Para fazer isso, eles próprios tiveram que estudar as safiras.

Eles coletaram 223 safiras microscópicas de Eifel e as submeteram a espectrometria de massa de íons secundários. Eles estavam observando duas características diferentes: inclusões de rutilo e zircão presas nas safiras à medida que se formavam, e as proporções de isótopos de oxigênio no óxido de alumínio.

Agora, as safiras são predominantemente compostas de óxido de alumínio na forma de corindo, mas outros elementos podem ser misturados.

A tonalidade azul profunda pela qual as safiras são conhecidas vem do titânio e do ferro que tingem o corindo, por exemplo. O ferro por si só produz safiras amarelas e também pode nos dar pedras verdes. O cromo torna o corindo rosa ou vermelho, e é assim que obtemos os rubis.

Além do mais, outros minerais inteiros – como rutilo (dióxido de titânio) e zircão – podem ficar presos nas safiras à medida que se formam.

Os cientistas podem então usar esses minerais para determinar quando o cristal floresceu. Isso ocorre porque, à medida que o rutilo e o zircão se formam, eles incorporam urânio, que então sofre decaimento radioativo a uma taxa conhecida. Os cientistas podem estudar as proporções de urânio para liderar dentro das rochas para determinar há quanto tempo o urânio está decaindo.

Além do urânio, os pesquisadores estudaram as proporções de isótopos de oxigênio das safiras. Um isótopo é uma forma de átomo com um número diferente de nêutrons, e havia dois isótopos relevantes para o estudo. Oxigênio 16com 8 prótons e 8 nêutrons, é o isótopo mais leve e a forma mais abundante de oxigênio na Terra. Mais pesado oxigênio-18 tem 8 prótons e 10 nêutrons e é mais abundante em minerais da crosta profunda do que em minerais do manto.

Ao estudar as proporções destes isótopos, os investigadores conseguiram determinar que as safiras Eifel tinham proporções de oxigénio que podiam ser atribuídas tanto ao manto como à crosta.

Enquanto isso, a datação por urânio-chumbo mostrou que eles se formaram ao mesmo tempo que o vulcanismo que os trouxe à superfície.

Em conjunto, isto sugere que as safiras se formaram na crosta superior, a não mais de 7 quilómetros (4,3 milhas) abaixo da superfície. Parte dessa formação foi proveniente do magma do manto derretendo a rocha à medida que ela se movia, transferindo proporções de isótopos do manto para o corindo. Outras safiras formadas à medida que o derretimento permeou a rocha ao seu redor, desencadeando a formação de safiras por meio do calor, resultando em gemas com proporções isotópicas mais típicas de origem crustal.

“No Eifel, tanto os processos magmáticos quanto os metamórficos, nos quais a temperatura alterou a rocha original, desempenharam um papel na cristalização da safira”, explica o geocientista Sebastian Schmidt da Universidade de Heidelberg, na Alemanha.

A pesquisa foi publicada em Contribuições para Mineralogia e Petrologia.