Diamante: o tesouro da terra

 Fonte=Ciência e tecnologia

planeta Terra é o carbono e que, devido às suas propriedades químicas peculiares, forma um dos minerais mais fascinantes e intrigantes conhecidos pelo homem: o diamante.

O nome vem do grego “adamas” que significa o invencível, o indomável. Foi descoberto supostamente na Índia onde os nativos hindus já conheciam a pedra no oitavo século antes de Cristo, conforme registros encontrados nos textos Sânscritos “Arthasastra e Ratnapariska”.

Quais são as características que este mineral possui e que muitas vezes é insubstituível na indústria e que provoca tanto fascínio quando cravado em uma joia? Qual a sua origem? Será que existem diamantes fora do planeta Terra? Nesta matéria, por enquanto, será abordado somente as principais propriedades deste mineral e o que o faz tão fascinante e intrigante no mundo mineral.

Do que é feito o diamante?

O diamante é um dos três minerais compostos de carbono em estado puro. Os outros dois correspondem à grafita e à lonsdaleíta. Este último é muito raro, muitas vezes conhecido como diamante do tipo III, é menos estável e associa-se a choques de meteoritos, sendo que sua origem não está ligada a processos internos da Terra. Desses três o mais comum é a grafita, totalmente oposta ao diamante quanto às propriedades físicas, possuindo dureza menor e coloração cinza/negra opaca. Esta diferença é devido à estrutura cristalina, ou seja, diferentes arranjos dos átomos de carbono formando simetrias distintas.

Figura 1 – Estruturas cristalinas do diamante (a), da grafita (b) e da lonsdaleíta (c). (Fonte: Harlow, G. E. “What is Diamond?” in: Harlow, GE. E (ed.), The Nature of diamond. Cambridge: University of Cambridge, 1998).

A grafita possui simetria hexagonal, onde os anéis hexagonais estão contidos num mesmo plano formando lâminas que se sobrepõem umas às outras, possuindo ligações covalentes somente em alguns desses planos. Enquanto o diamante exibe simetria cúbica, onde cada átomo de carbono está ligado por ligações covalentes a outros quatro átomos desse mesmo elemento químico, os quais não estão contidos em um mesmo plano (Figura 1). Este maior empacotamento dos átomos da estrutura cristalina do diamante, consequência das condições especiais de sua formação, lhe confere propriedades únicas, como alta dureza, condutividade térmica e características óticas.

O diamante é a substância mais dura conhecida, 10 na escala de Mohs, tendo grandes aplicações industriais. Em um mesmo cristal há direções em que esta dureza é um pouco menor, as quais são utilizadas pelos lapidadores no momento de corte da pedra. Sua morfologia externa, a qual é influenciada pela sua estrutura interna, lhe confere grande importância econômica. A forma como um mineral usualmente se cristaliza é chamada de hábito, o mais comum nos diamantes é o octaedro, sendo outros também observados como cubos, dodecaedros rômbicos e trioctaedros, além de combinações dos mesmos.

No diamante observa-se a ocorrências de cavidades de dissolução (ou trígonos). São cavidades de forma triangular que ocorrem nas faces octaédricas dos cristais (Figura 2). Esta característica ajuda na identificação deste mineral e permite a sua orientação no momento da lapidação.

Figura 2 – Cristal octaédrico de diamante com trígonos de cristalização, com 17,8 quilates (aproximadamente 10X10 mm), proveniente de um garimpo de Mato Grosso. Fotografia de Marcelo Lerner (Fonte: Cornejo, C., Andrea, B. Minerais e pedras preciosas do Brasil. São Paulo: Editora Solaris. 2010. 704p).

O seu brilho inconfundível vem do seu alto índice de refração (2,4175), o que significa que a luz percorre seu interior cerca de 2,4 vezes mais lentamente do que no vácuo. Já o seu índice de dispersão (quando a luz entra no cristal, além de refratada, ela é decomposta, e a diferença entre o índice de refração entre o vermelho e o violeta caracteriza esta propriedade) também é relativamente alto (0,044), proporcionado um imponente jogo de cores conhecido como “fogo”.

As cores nos diamantes estão muitas vezes relacionadas às impurezas presentes em sua estrutura, gerando uma concentração dos chamados “centros de cor”. Por exemplo, o nitrogênio na rede cristalina deste mineral pode proporcionar cores amareladas ou mesmo não influenciar na cor, já o boro dá origem às tonalidades azuis. A origem das cores rosa, vermelha e púrpura ainda não foram totalmente determinadas, mas supõe-se que estejam relacionadas a deformações da estrutura cristalina do diamante, as quais provocam uma absorção seletiva da luz pelo cristal. A coloração negra é devido às inúmeras inclusões dessa mesma cor, provavelmente grafita, enquanto que a cor verde é possivelmente causada por radioatividade natural, embora existam muitas outras hipóteses sobre a origem desta coloração (Figura 3).

Sua transparência, assim como de qualquer outro mineral, está relacionada à quantidade de inclusões dentro do cristal, ou seja, quanto maior as quantidades de inclusões mais opaco será o cristal. São raros os diamantes que apresentam pouca ou nenhuma inclusão, quanto maior a pedra mais difícil de ser livre de impurezas. Normalmente os diamantes com alto grau de transparência são lapidados para serem usados como joias.

Figura 3 – Diversidade de cores, formatos e qualidades do diamante brasileiro. Fotografia do gemólogo Daniel Berringer (Fonte: Cornejo, C., Andrea, B. Minerais e pedras preciosas do Brasil. São Paulo: Editora Solaris. 2010. 704p).

Outra propriedade importante e que ajuda na identificação desta pedra é a fluorescência/fosforescência. São fenômenos ligados à luminescência (emissão de luz visível por um mineral exposto a alguma excitação) geralmente causada, neste caso, pela exposição à luz ultravioleta. Apenas dois terços dos diamantes apresentam fluorescência, que consiste na emissão de luz somente enquanto o material é excitado. Já na fosforescência a emissão de luz continua após o encerramento da excitação do material, e está presente em raríssimos diamantes.

Além de todas estas propriedades fascinantes que proporcionam vastas aplicações tanto na indústria como na joalheria, o diamante nos traz importantes informações sobre o local onde foi formado: o manto terrestre. As inclusões em diamantes são estudadas principalmente por conterem informações como idade, composição, pressão, temperatura e até movimentos do manto, sobre as porções mais profundas da Terra onde ainda não há o acesso direto. Este mineral pode ser transportado desde o manto inferior até regiões próximas à superfície e as inclusões minerais podem ficar intactas, ao contrário de outros minerais que podem ser re-equilibrados e/ou modificados em pressões e temperaturas mais baixas. Os diamantes representam, portanto, amostras diretas e únicas do manto inferior.

Devido a essas características admiráveis associadas às ideias de magia, poder, riqueza e amor eterno é que os diamantes são considerados lendas, tesouros da terra e que de acordo com uma das frases mais célebres da história: “Diamonds are Forever”.