Carbono e Kimberlito

Carbono e Kimberlito

 

O carbono é um dos elementos mais comuns no mundo e é um dos quatro princípios básicos para a existência da vida. Os seres humanos contêm mais de 18% de carbono em seu corpo, e o ar que respiramos contém traços de carbono. Quando ocorre na natureza, o carbono existe em três formas básicas:

• diamante: um cristal extremamente duro e claro;
• grafite: um mineral preto e macio, feito de carbono puro. Sua estrutura
  molecular não é tão compacta quanto a do diamante, por isso é mais
  fraco;
• fulerite: um mineral feito de moléculas perfeitamente esféricas, consistindo de
  exatamente 60 átomos de carbono. Esta alotropia foi descoberta em 1990.

Diamantes se formam a, aproximadamente, 161 km abaixo da superfície da Terra, na rocha derretida do manto da Terra, que proporciona a pressão e o calor adequados para transformar carbono em diamante. Para que um diamante seja criado, o carbono deve estar embaixo de, pelo menos, 435.113 libras por polegada quadrada (psi ou 30 kilobars) de pressão a uma temperatura de, pelo menos, 400º C. Se as condições estiverem abaixo destes dois pontos, será formado o grafite. Em profundidades de 150 km ou mais, a pressão vai para 725.189 psi (50 kilobars) e o calor pode exceder 1.200º C.
A maioria dos diamantes que vemos hoje foram formados há milhões (ou até bilhões) de anos. Poderosas erupções de magma trouxeram os diamantes até a superfície, criando chaminés de kimberlito.
Kimberlito é um nome escolhido em homenagem a Kimberly, África do Sul, onde estas chaminés foram encontradas pela primeira vez. A maior parte destas erupções ocorreu entre 1.100 milhões e 20 milhões de anos atrás.
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As chaminés de kimberlito foram criadas conforme o magma passava por profundas fraturas na Terra. O magma de dentro da chaminé de kimberlito funciona como um elevador, empurrando os diamantes e outras rochas e minerais pelo manto e crosta em poucas horas. Estas erupções eram breves, mas muitas vezes mais poderosas do que erupções vulcânicas que acontecem atualmente. O magma destas erupções foi originado em profundidades três vezes mais profundas do que a fonte de magma nos vulcões, como o Monte St. Helens, de acordo com o American Museum of Natural History (site em inglês). Com o tempo, o magma esfriou dentro das chaminés de kimberlito, deixando para trás as veias cônicas da rocha de kimberlito que contêm diamantes. Kimberlito é uma rocha azulada que os mineradores procuram quando estão atrás de depósitos de diamantes. A área da superfície das chaminés de kimberlito que contêm diamantes variam de 2 a 146 hectares.
Diamantes também podem ser encontrados em leitos de rios, chamados de reserva aluvial de diamantes. São originados em chaminés de kimberlito, mas se movimentam por atividade geológica. Geleiras e águas podem movimentar os diamantes para milhas de distância de seu local de origem. Hoje, a maioria dos diamantes é encontrada na Austrália, Brasil, Rússia e vários países africanos, incluindo Zaire.
São encontrados como pedras brutas e devem ser processadas para se transformarem em predras brilhantes, prontas para a venda.
Crátons arqueanos
As temperaturas podem chegar a 900ºC nos crátons arqueanos. São os locais onde os diamantes se formam. São formações geológicas estáveis e horizontais, criadas há bilhões de anos, que não foram afetadas pelos principais acontecimentos tectônicos, de acordo com a Rex Diamond Mining Corp (site em inglês). São encontradas no centro da maioria dos sete continentes (a maior parte das atividades tectônicas ocorre ao redor das margens).

Diamantes são produzidos explodindo CO2

A explosão gera uma altíssima pressão, que dura apenas uma fração de segundo, mas suficiente para cristalizar o carbono do CO2 na forma de minúsculos diamantes, aqui vistos por um microscópio. [Imagem: Jason Nadler/Gatech]

Vida e riqueza
O dióxido de carbono bem poderia rivalizar com o oxigênio como o "gás da vida", dada sua importância no ciclo biológico da Terra.
Hoje, porém, ele é mais conhecido como um gás de efeito estufa - o mesmo efeito que permite a vida na Terra, mas que, levado ao exagero, pode colocar essa mesma vida em dificuldades.
Esse excesso talvez agora possa ganhar uma destinação bem mais brilhante e preciosa: mais especificamente, o CO2 pode transformar-se em diamante.
Diamante de CO2
Muitos especialistas diziam há anos que fazer diamantes a partir do dióxido de carbono era impossível.
Mas o pesquisador Daren Swanson, da Universidade de Queens, no Reino Unido, não se convenceu, e prosseguiu com suas explosões geradoras de pressão até finalmente ter sucesso.
Depois de três anos de pesquisa, ele provou que o CO2 pode realmente ser usado para produzir minúsculos diamantes industriais - eles não são grandes o suficiente para se transformarem em uma joia, mas são muito bem pagos para utilização em inúmeras aplicações industriais.
Detonação a frio
Chamada de "Detonação Física a Frio" - ou CDP (Cold Detonation Physics) -, a técnica consiste em misturar gelo seco, que é essencialmente CO2 congelado, com outros ingredientes para fazer um explosivo.
Esta mistura, a -78,5 ° C, é comprimida dentro de um tubo de aço muito grosso e então detonada.
A explosão gera uma altíssima pressão, que dura apenas uma fração de segundo, mas suficiente para cristalizar o carbono do CO2 na forma de diamante.
A fina poeira de diamante produzida - os cientistas os chamam de nanodiamantes - tem aplicações que vão desde o revestimento de ferramentas, discos de corte e peças para polimento, até o transporte de drogas quimioterápicas no interior do corpo humano.
Diamantes sintéticos
Segundo os pesquisadores, a produção de diamantes a partir do CO2 pode se tornar a técnica mais barata para a fabricação de diamantes sintéticos - certamente o mais ambientalmente amigável, uma vez que ela literalmente detona o CO2.
Um subproduto interessante da pesquisa é o próprio explosivo, que poderá ser usado em mineração - o explosivo é menos ambientalmente danoso do que a dinamite.

Alinhamento de estrelas forma anel de diamante celeste

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A nebulosa planetária Abell 33 está em um alinhamento preciso com uma estrela em primeiro plano, o que torna o conjunto extremamente parecido a um anel com um diamante. [Imagem: ESO]

Anel de diamante cósmico
Esta é a bela nebulosa planetária PN A66 33 - conhecida normalmente por Abell 33.
Formada quando uma estrela antiga lançou para o espaço as suas camadas externas, a bonita bolha azul resultante está, por mero acaso, alinhada com uma estrela que se encontra em primeiro plano.
Isto torna o conjunto extremamente parecido com um anel de diamante.
E esta joia cósmica é ainda mais rara por ser simétrica, aparecendo como um círculo quase perfeito no céu.
Abell 33 é uma nebulosa planetária extraordinariamente circular, situada a cerca de 2.500 anos-luz de distância da Terra.
O fato de ser perfeitamente redonda é bastante incomum neste tipo de objeto, já que geralmente existe alguma coisa que perturba a simetria e faz com que a nebulosa planetária apresente formas irregulares - por exemplo, o modo como a estrela gira, ou se a estrela central é uma componente de um sistema estelar duplo ou múltiplo.
A estrela muito brilhante situada primeiro plano, a meio caminho entre Abell 33 e a Terra, é a HD 83535, que aparece no local exato para formar a cena deslumbrante, um perfeito anel de brilhante celeste.
Como as estrelas morrem
A maioria das estrelas com massas da ordem da do nosso Sol terminará suas vidas sob a forma de anã branca - corpos quentes, pequenos e muito densos que vão apagando lentamente ao longo de bilhões de anos.
Antes desta fase final das suas vidas, as estrelas libertam para o espaço as suas atmosferas, criando nebulosas planetárias - nuvens de gás coloridas e luminosas que envolvem as pequenas relíquias estelares brilhantes.
O que resta da estrela progenitora de Abell 33, e que irá formar uma anã branca, pode ser vista, ligeiramente descentralizada no interior da nebulosa, como uma pequeníssima pérola branca.
Ela ainda é bastante brilhante - mais luminosa que o nosso Sol - e emite radiação ultravioleta suficiente para fazer com que a bolha de material expelido brilhe. Nesta imagem a estrela central parece ser dupla. Não se sabe se existe efetivamente alguma associação entre as duas ou se se trata apenas de mais um alinhamento ocasional.
Esta imagem foi obtida pelo instrumento FORS (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph), montado no VLT, do ESO, no Chile.

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Geólogos criam mapa-múndi de possíveis minas de diamante

O resultado não é um mapa da mina definitivo, porque os esforços se concentraram em áreas mais antigas da crosta continental, uma faixa de pouco mais de 300 quilômetros de espessura e 2,5 bilhões de idade.

Em busca dos diamantes
Embora alumínio, minério de ferro e petróleo sejam as riquezas exploradas atualmente pela mineração em maior escala, o ouro e o diamante sempre estiveram ligados aos grandes anseios não apenas dos mineradores, mas da própria humanidade.
O ouro não resistiu ao desenvolvimento das novas técnicas geoquímicas e geofísicas, e hoje seus depósitos são mais facilmente detectáveis, ainda que a exploração desses depósito nem sempre seja economicamente viável.
Mas o diamante tem permanecido fugidio. Localizar reservas de diamante é muito mais difícil do que encontrar agulhas em meros palheiros, tornando um "mapa da mina de diamante" provavelmente muito mais valioso do que um "mapa da mina de ouro".
Tipos de minas de diamante
Há dois tipos de "minas de diamante" - que os geólogos chamam de ocorrência. Uma ocorrência de grande porte e já mensurada passa a ser considerada uma reserva. E uma reserva explorada comercialmente torna-se uma mina.
O primeiro tipo são os diamantes de aluvião, cuja rocha matriz - onde diamante nasceu - sofreu um desgaste erosivo ao longo de milhões de anos, fazendo com que as preciosas pedras rolassem e se depositassem em regiões mais baixas dos leitos d'água, atuais ou passados. Todos os diamantes encontrados no Brasil são desse tipo de reserva mineral.
O segundo tipo é o kimberlito, a rocha matriz onde o diamante se forma, a grandes profundidades e pressões enormes. Movimentos tectônicos, ou a própria erosão do terreno circundante, podem deixar essas rochas até bem próximo da superfície, facilitando a exploração. A maioria das grandes minas de diamante, como as da África do Sul, são minas de kimberlito.
Mapa da mina de diamante
Mas, como se formam a profundidades muito grandes, encontrar kimberlitos é muito difícil e não existem muitas técnicas para que isso seja feito em larga escala.
Agora, em um trabalho de grande impacto na área, um grupo internacional de geólogos conseguiu mapear milhares de kimberlitos ao longo de toda a Terra. O estudo poderá ajudar na localização de áreas com maior probabilidade de se encontrar diamantes.
O resultado não é um mapa da mina definitivo, porque os esforços se concentraram em áreas mais antigas da crosta continental, uma faixa de pouco mais de 300 quilômetros de espessura e 2,5 bilhões de idade.
O motivo é que estão ali os diamantes de extração mais economicamente viável.
Como se formam os diamantes
Os diamantes são formados em condições de alta pressão a mais de 150 mil metros de profundidade, no manto, a camada da estrutura terrestre que fica entre o núcleo e a crosta.
A distribuição desses diamantes no subsolo é controlada por plumas mantélicas, um fenômeno geológico que consiste na ascensão de um grande volume de magma de regiões profundas. Essa distribuição natural tem sido feita dessa forma há pelo menos meio bilhão de anos.
As plumas, originadas da fronteira entre o núcleo e o manto terrestre, são responsáveis pela distribuição dos kimberlitos, as raríssimas rochas vulcânicas das quais são retirados os diamantes.
Os cientistas reconstruíram as posições das placas tectônicas nos últimos 540 milhões de anos de modo a localizar áreas da crosta continental relativas ao manto profundo nos períodos em que os kimberlitos ascenderam.
"Estabelecer a história da estrutura do manto profundo mostrou, inesperadamente, que dois grandes volumes posicionados logo acima da divisa entre o manto e o núcleo têm-se mantido estáveis em suas posições atuais no último meio bilhão de anos," disse Kevin Burke, professor de geologia na Universidade de Houston, nos Estados Unidos, um dos autores do estudo.
Dúvidas geológicas
De acordo com os pesquisadores, esses kimberlitos, muitos dos quais trouxeram diamantes de mais de 150 quilômetros de profundidade, estiveram associados com extremidades de disparidades em grande escala no manto mais profundo. Essas extremidades seriam zonas nas quais as plumas mantélicas se formaram.
Estranhamente, contudo, suas localizações parecem ter-se mantido estáveis ao longo do tempo geológico.
"O motivo para que esse resultado não tenha sido esperado é que nós, que estudamos o interior da Terra, assumimos que, embora o manto profundo seja sólido, o material que o compõe deveria estar em movimento todo o tempo, por causa de o manto profundo ser tão quente e se encontrar sob elevada pressão, promovida pelas rochas acima dele", disse.

DIAVIK – DIAMANTES NO GELO

DIAVIK – DIAMANTES NO GELO

 

 

 

A mina Diavik escava as raízes de antigos vulcões, localizados embaixo das águas árticas do lago de Gras, a procura de diamantes.
A mina Diavik está localizada a 300 km da capital dos distantes Territórios  do Noroeste do Canadá, Yellowknife, uma região remota e desolada. A mina uma joint ventura entre a Diavik Diamond Corporation Mines Inc. e a Harry Winston Diamond Corporation, iniciou a produção de diamantes em janeiro de 2003 e, atualmente, emprega mais de 800 pessoas. Desde do seu início a Diavik produz milhões de quilates de diamantes. O que a diferencia das demais minas de diamante, é a abordagem inovadora utilizada para a sua mineração devido a sua peculiar localização. Uma tecnologia de barragem sem precedentes foi usada para expor o leito do lago (que está acima dos depósitos de diamantes) e represar de maneira segura as suas águas, permitindo a construção de uma mina a céu aberto. Em todas as sua operações, a Diavik tem como compromisso operar de forma segura, protegendo o meio ambiente e fazendo contribuições positivas para as comunidades da região. A mina opera seguindo o desenvolvimento sustentável, procurando maximizar os recursos minerados, buscando oportunidades para melhorar os benefícios sócio-econômicos e a natureza, e reduzindo efeitos adversos que possam resultar as sua operação.

 

 

No mercado internacional, os diamantes Diavik oferecidos são pedras brutas com qualidade de gema, pesando 1ct ou mais, com boa cor, pureza e formato. Os diamantes possuem um bom conceito no mercado externo e muitos centros que trabalham com diamantes tem interesse em recebê-los. Os diamantes canadenses são bem vistos devido ao seu valor, distinção e por sua origem limpa (não são provenientes das zonas de conflitos). O Canadian Federal Government’s Competition Bureau definiu como diamante canadense o diamante minerado no Canadá. O governo dos Territórios do Noroeste do Canadá introduziu um programa para certificar diamantes selecionados, que são minerados, cortados e lapidados nesses locais. Assim, uma quantidade de gemas de excelente qualidade está disponível para os diamantários dessa área e de outras regiões canadenses.

 

 

Diamantes de alta qualidade da mina Diavik
Em 2012 a mina produziu 119 milhões de quilates de diamantes brutos

 

Os diamantes da mina Diavik foram forjados sob intensas condições de calor e pressão nas profundezas da terra do ártico. Há 55 milhões de anos, atividades vulcânicas lançaram o magma do kimberlito para a superfície, trazendo consigo minérios carregadores de diamantes formando os pipes (condutos vulcânicos) de kimberlitos, os quais são hoje minerados. A mina está localizada em rochas pré-cambrianas da Província Geológica Slave. Esta rocha foi formada aproximadamente, 2,7 a 2,5 bilhões de anos e está entre as estruturas mais antigas do mundo. A Província Geológica de Slave é conhecida por hospedar depósitos de ouro, cobre, zinco e diamantes. Os kimberlitos são as raízes de pequenos e antigos vulcões através dos quais os diamantes são trazidos para a superfície da terra. Os pipes têm uma superfície de área de 0.9 a 1.6 hectares e se estendem 400m abaixo da superfície. Uma indicação da raridade de kimberlitos carregadores de diamantes é que somente 23 de 5 mil kimberlitos encontrados no mundo contêm diamantes suficientes para serem minerados.