Esmectitas dioctaédricas como transportadores de nitrogênio em zonas de subducção : uma visão experimental acerca da sua contribuição ao nitrogênio atmosférico

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Cedeño, Daniel Grings
• Orientador(a): Conceição, Rommulo Vieira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Nitrogênio; Amônia; Petrologia experimental
• Palavras-chave em Inglês: Nitrogen; Subduction zone; Ammonium; Experimental petrology
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/156409

O nitrogênio compõe cerca de 78% da massa da atmosfera terrestre e é um elemento imprescindível para a construção e manutenção da vida. Porém a abundância de nitrogênio atmosférico da Terra é anômala quando comparada a dos demais planetas telúricos. Isso significa que ou a acresção para esses planetas foi diferente (o que é pouco provável) ou a Terra possui alguma característica única que permita a existência de grandes volumes de nitrogênio em sua atmosfera. A tectônica de placas poderia ser essa característica, uma vez que propicia uma conexão direta entre o manto e superfície (ao mesmo tempo em que material é expelido do manto para a superfície, material é transportado da superfície para o manto). Nesse contexto, este trabalho objetiva compreender, através de simulações em laboratório, o papel das zonas de subducção no transporte global do nitrogênio. Para tal, submeteu-se um material que simula sedimentos pelágicos (esmectitas dioctaédricas) dopado com amônio (NH4-esmectita) a diversas condições de pressão e temperatura: desde pressão ambiente até 7.7 GPa (equivalente a ~270 km de profundidade) e com temperaturas variando entre 200oC e 700oC. Os experimentos foram realizados em uma prensa hidráulica de 1000 tonf com câmaras de perfil toroidal e em um forno de alta temperatura e foram analisados por difração de raios X (DRX), espectroscopia infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e por imageamento SE-MEV-EDS Além disso, o material inicial foi caracterizado por análise térmica diferencial (DTA) e análise química CHN. Os resultados mostram que as transformações de fase sofridas pela NH4-esmectita agem no sentido de preservar o amônio na estrutura durante o processo de subducção. Também foram observadas fases de pressões mais elevadas capazes de conter amônio (buddingtonita, a 7.7 GPa). Percebeu-se que o regime termal da subducção é fundamental para a eficiência do transporte de nitrogênio, visto que em subducções quentes (litosferas oceânicas jovens que subductam em baixo ângulo) ocorre a fusão parcial do material com liberação de parte do amônio em pressões relativamente baixas (~1 GPa, equivalente a 30 km de profundidade). Por outro lado, em subducções frias (litosferas oceânicas antigas que subductam em alto ângulo) o material aprisiona de forma eficiente o nitrogênio até ~270 km de profundidade (7.7 GPa).