Esmectita como agente transportador de nitrogênio para o manto sublitosférico

• Autor(a) principal: Cedeño, Daniel Grings
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/131978
• topic: Nitrogênio; Petrologia experimental; NH4-smectite; Nitrogen; Subduction zones; Experimental petrology

O nitrogênio é, sem dúvida, um dos elementos mais importantes para a manutenção da vida na Terra: seu ciclo está intimamente ligado à fertilidade dos solos e ele também é um dos elementos que constroem o DNA dos organismos vivos. Porém sua abundância na superfície do planeta é um fenômeno anômalo no Sistema Solar, já que a atmosfera de nenhum outro corpo é composta majoritariamente por nitrogênio. A tectônica de placas, em especial as zonas de subducção, provavelmente desempenha um papel fundamental no ciclo do nitrogênio e no condicionamento da atmosfera primitiva. Nesse contexto, este trabalho objetiva simular em laboratório condições de pressão e temperatura de zonas de subducção com a finalidade de entender como ocorre o transporte do nitrogênio nesse contexto tectônico. Para tal, esmectitas dopadas com amônio (material que simula sedimentos pelágicos) foram submetidas a diversas condições de altas pressões e temperaturas em: (1) forno de alta temperatura, para simular condições de pressão atmosférica em temperaturas de 200º a 700ºC; (2) células de diamante (DAC), para simular pressões de ~8 GPa em temperatura ambiente e; (3) prensa hidráulica com câmaras de perfil toroidal, para simular, em pressões de 2,5 e 4,0 GPa, temperaturas de 200º a 700ºC. Os resultados dos experimentos foram analisados utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raio X (DRX) e espectroscopia infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Além disso, a NH4-esmectita foi caracterizada por DRX, FTIR, análise termogravimétrica (TGA), análise térmica diferencial (DTA) análise química CHN. Os resultados mostram que as transformações de fase sofridas pela NH4-esmectita agem no sentido de preservar o cátion interlamelar (no caso, o amônio) durante o processo de subducção. O regime termal das subducções, no entanto, é fundamental para que o processo de transporte seja eficiente. Este trabalho demonstrou que em sistemas quentes, a fusão parcial em baixas pressões (~1 GPa, equivalente a 30 km) libera os voláteis presentes no material de volta para a superfície. Por outro lado, em sistemas frios, o nitrogênio é transportado até pressões de ~5 GPa (~150 km de profundidade).