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Uma safira de sedimento no Kyll, um rio no oeste de Eifel. O cristal mede aproximadamente 0,9 mm de diâmetro. Crédito: Sebastian Schmidt
Pesquisadores da Universidade de Heidelberg estão investigando como esse cristal de coloração azul característica se forma em derretimentos vulcânicos.
Safiras, altamente valorizadas como pedras preciosas, são essencialmente óxido de alumínio, ou coríndon, com impurezas químicas. Esses cristais tipicamente azuis são encontrados predominantemente em rochas vulcânicas pobres em silício em todo o mundo. Acredita-se amplamente que as safiras se formam em rochas crustais profundas e são transportadas para a superfície da Terra pelo magma ascendente. Geocientistas da Universidade de Heidelberg, por meio de análises geoquímicas, demonstraram que os grãos de safira de tamanho milimétrico descobertos na região de Eifel, na Alemanha, se formaram em conjunto com a atividade vulcânica.
O Eifel é uma região vulcânica no centro da Europa onde o magma do manto da Terra tem penetrado a crosta sobrejacente por quase 700.000 anos. Os derretimentos são pobres em dióxido de silício, mas ricos em sódio e potássio. Magmas similares em composição no mundo todo são conhecidos por sua abundância de safira.
O Mistério da Formação da Safira
Por que essa variante extremamente rara de corindo é frequentemente encontrada nesse tipo de depósito vulcânico era um mistério até agora.
“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 para os cristais”, explica o Prof. Dr. Axel Schmitt, pesquisador da Curtin University em Perth (Austrália) que está investigando geologia de isótopos e petrologia como professor honorário no Instituto de Ciências da Terra da Universidade de Heidelberg – sua antiga instituição de origem.
Para testar essa suposição, os pesquisadores examinaram um total de 223 safiras do Eifel. Eles encontraram uma parte desses cristais de tamanho milimétrico em amostras de rochas coletadas de depósitos vulcânicos nas inúmeras pedreiras da região. A maioria das safiras, no entanto, vem de sedimentos fluviais. “Assim como o ouro, a safira é muito resistente ao intemperismo em comparação a outros minerais. Ao longo de períodos prolongados, os grãos são lavados para fora da rocha e depositados em rios. Devido à sua alta densidade, eles são fáceis de separar de componentes de sedimentos mais leves usando uma panela de ouro”, explica Sebastian Schmidt, que conduziu os estudos como parte de seu mestrado na Universidade de Heidelberg.
Idade e Origem das Safiras
Os pesquisadores determinaram a idade das safiras do Eifel usando o método de urânio-chumbo em inclusões minerais na safira usando um espectrômetro de massa de íons secundários que também poderia identificar a composição de isótopos de oxigênio. As diferentes abundâncias relativas do isótopo leve O-16 e do isótopo pesado O-18 fornecem informações sobre a origem dos cristais como uma impressão digital. Rochas profundas da crosta têm mais O-18 do que derretimentos do manto da Terra.
Como mostram as determinações de idade, as safiras no Eifel se formaram ao mesmo tempo que o vulcanismo. Em parte, elas herdaram a assinatura isotópica dos derretimentos do manto, que foram contaminados por rochas crustais aquecidas e parcialmente derretidas a uma profundidade de cerca de cinco a sete quilômetros. Outras safiras se originaram em contato com os derretimentos subterrâneos, por meio dos quais os derretimentos permearam a rocha adjacente e, portanto, desencadearam a formação de safiras. “No Eifel, tanto os processos magmáticos quanto os metamórficos, nos quais a temperatura alterou a rocha original, desempenharam um papel na cristalização da safira”, afirma Sebastian Schmidt.
Referência: “Classificação isotópica de oxigênio controlada petrologicamente de safira magmática e metamórfica cogenética de campos vulcânicos quaternários no Eifel, Alemanha” por Sebastian Schmidt, Andreas Hertwig, Katharina Cionoiu, Christof Schäfer e Axel K. Schmitt, 7 de maio de 2024, Contribuições para a Mineralogia e Petrologia.
DOI: 10.1007/s00410-024-02136-x
O trabalho recebeu apoio da Associação Dr. Eduard Gübelin para Pesquisa e Identificação de Pedras Preciosas na Suíça, bem como da Fundação Alemã de Pesquisa.