No interior da Terra, sob a crosta, os silicatos que compõem nosso planeta são submetidos a pressões imensas. Dentre os minerais geológicos mais importantes está a coesita, mas as transformações que acontecem com ela quando submetida a ambientes de altíssima pressão há tempos desafiam o entendimento.
Experimentos realizados em laboratório produziam resultados diferentes, o que complicava o trabalho de encontrar uma explicação teórica completa para o processo. Contudo, um novo trabalho chinês, com participação brasileira, parece ter lançado luz sobre a questão, por meio de simulações moleculares dinâmicas.
“O objetivo do trabalho era entender e caracterizar as transformações de fase que ocorrem com a coesita sob altas pressões”, explica Caetano R. Miranda, pesquisador do Instituto de Física da USP (Universidade de São Paulo) e co-autor do artigo publicado em 5 de dezembro no “PNAS”, publicação da Academia Nacional de Ciências do EUA.
“Na literatura, existia uma divergência sobre quais fases e quais os caminhos pelos quais a coesita iria se transformar, seja terminando em uma fase octoédrica da sílica – mais compacta – ou amorfizando”, prossegue.
O novo trabalho mostra como essa multiplicidade depende de como a pressão é aplicada ao sistema, e não apenas desvenda os múltiplos caminhos pelos quais a coesita se transforma, explicando a divergência entre os diferentes resultados experimentais. “E, talvez mais importante, conseguimos explicar os mecanismos moleculares adjacentes a essas transformações.”
A investigação faz parte de um programa bilateral Brasil-China que tem por objetivo fomentar a colaboração entre grupos nos dois países na área de nanotecnologia. “Especificamente, nosso projeto tem como objetivo a combinação de metodologias computacionais em escalas múltiplas para abordar o problema de estabilidade de materiais avançados e nanoestruturas em condições severas”, complementa Miranda.
Além de ser um avanço importante em física molecular, o trabalho tem implicações para geologia. Afinal, a presença de coesita em rochas, nos diferentes estados possíveis, indica que essas amostras passaram por pressões típicas do manto terrestre, servindo como um geobarômetro confiável. A mesma análise também indicaria o ambiente de pressão em rochas transformadas pela colisão de um meteorito ou mesmo pela detonação de uma bomba nuclear.
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