Buraco mais fundo da Terra começará a ser perfurado

Rumo às profundezas da Terra

Desde meados do século 20, os geólogos têm realizado furos cada vez mais profundos na crosta terrestre, tanto na terra quanto nas profundezas do oceano.

Embora os estudos de sismologia e geologia venham se aprimorando, nada pode substituir uma observação direta das partes mais íntimas do nosso planeta.

Contudo, os pesquisadores ainda não conseguiram chegar nem perto do manto.

Talvez eles consigam agora, conforme entra em ação um plano ousado cujo objetivo é alcançar o interior viscoso do nosso planeta.

Veja abaixo como tem sido esta saga em busca da observação das profundezas da Terra.

Primeira tentativa: Projeto Mohole, Baja California

[Imagem: Fritz Goro/Time Life Pictures]

Na década de 1950, cientistas norte-americanos tentaram fazer perfurações para obter amostras do manto, depois que um grupo de geólogos reunidos em um bar chegou à conclusão de que valia a pena tentar.

Eles chamaram a ideia de Projeto Mohole.

A perfuração começou na costa da Califórnia, mas o projeto foi cancelado por um ainda jovem Donald Rumsfeld, depois de atingir apenas 183 metros da superfície.

Mais profundo em terra: Kola Superdeep Poços, Rússia

[Imagem: Andre Belozeroff]

Desde então, as perfurações têm ido muito mais fundo.

O mais profundo poço do mundo em terra alcançou 12.262 metros da superfície, em uma região remota do noroeste da Rússia.

Ainda assim, isto é apenas cerca de um terço do caminho até o manto, porque a crosta continental tem dezenas de quilômetros de espessura.

Maior furo: Sakhalin-I, Rússia

[Imagem: Business Wire]

Em 2011, a companhia petrolífera Exxon Mobil alegou ter feito o maior furo de sondagem do mundo, com 12.345 metros.

Tudo certo, só que o poço não foi perfurado verticalmente, ou para baixo.

O objetivo era a extrair petróleo mais perto da superfície, e não alcançar o manto.

Mais próximo do manto: Buraco 1256D, Costa Rica

[Imagem: Benoît Ildefonse, CNRS-Université Montpellier II & IODP]

Aquele que mais próximo chegou do manto até hoje foi o furo de sondagem 1256D, perfurado por cientistas ao largo da costa oeste da Costa Rica.

Ele atinge 1.507 metros abaixo do fundo do oceano.

É o mais próximo do manto porque estima-se que a espessura da crosta terrestre neste ponto esteja entre 5 e 5,5 km, uma das mais finas de toda a Terra.

Apesar disso, ele não é o buraco mais profundo na crosta oceânica.

Esse título vai para outro buraco, chamado 504B, no leste do Pacífico, que alcança 2.111 metros abaixo do fundo do mar.

Ele está mais longe do manto porque, nesse ponto, a crosta é mais grossa.

A caminho do manto: Projeto Mohole

Está tudo pronto a bordo do navio japonês Chikyu para começar a perfuração. [Imagem: JASTEC/CDEX]

Os geólogos estão agora embarcando em um dos esforços mais ambiciosos de exploração na história das ciências da Terra: uma missão para coletar um punhado de rochas do manto.

Uma broca a bordo do navio japonês Chikyu irá penetrar na crosta em um de três locais possíveis: Baja Califórnia, no Havaí ou na costa da América Central.

O projeto foi batizado de Mohole, em homenagem à ideia inicial, nascida da coragem de um grupo de amigos na mesa de um bar.

Quem sabe, desta vez, não surja outro burocrata para desligar a broca a meio caminho.

Fonte: BBC

A corrida pela soberania e pelos bilhões do leito dos oceanos

Com informações da BBC -  

Máquinas de exploração submarina já estão sendo fabricadas e testadas.[Imagem: Soil Machine Dynamics]

Geopolítica dos oceanos

Ao redor do mundo, diversos países estão reivindicando soberania sobre áreas de difícil acesso no fundo dos oceanos. Por quê?

No século 20, por exemplo, missões para chegar ao Polo Sul foram financiadas por investidores privados, com olhos nos benefícios da futura exploração dessas áreas desconhecidas.

Mas o aspecto geopolítico sobre os oceanos só ganhou força em 1945, quando o então presidente dos EUA, Harry Truman, reivindicou a totalidade da plataforma continental adjacente ao país. O Brasil fez o mesmo em 1970, elevando seu mar territorial para 200 milhas náuticas.

Em 1982, a Convenção das Nações Unidas sobre o Direito do Mar (CNUDM) criou uma série de "estágios", que incluem o mar territorial (12 milhas), zona contígua, zona econômica exclusiva (até 200 milhas) e uma "plataforma continental ampliada", permitindo que os países reivindiquem direitos econômicos sobre sua plataforma continental até um limite de 350 milhas marítimas - em 4 de janeiro de 1993, o governo brasileiro sancionou a Lei nº 8.617, que tornou os limites marítimos brasileiros coerentes com os limites preconizados pela CNUDM.

Simbolicamente, em 2007, a Rússia usou um submarino-robô para fincar uma bandeira no fundo do mar abaixo do Polo Norte.

E o objetivo é quase sempre o mesmo dos financiadores dos primeiros exploradores: os interesses econômicos nos oceanos, no fundo oceânico e no que vier abaixo dele - como o petróleo do pré-sal, por exemplo.

O LEPLAC (Plano de Levantamento da Plataforma Continental Brasileira) foi instituído em 1989 para estabelecer o limite além das 200 milhas no qual o Brasil irá reivindicar soberania. [Imagem: Comissão Interministerial para os Recursos do Mar]

Mineração oceânica

Apenas 5% do leito oceânico, que cobre cerca de 60% da superfície da Terra, foi explorado até agora. A luz não chega às profundezas, que vivem na escuridão, em temperaturas perto de zero.

Cada missão exploratória revelou estruturas frágeis e animais nunca antes vistos. Mas empresas e governos estão de olho em minerais que potencialmente podem valer bilhões. Nos últimos anos, houve grande avanço na tecnologia para mapear e extrair esses recursos - incluindo a construção de equipamentos robóticos capazes de operar em grandes profundidades.

Com isto, a mineração marinha, ideia que data dos anos 1960, pode se tornar realidade já na próxima década.

No solo oceânico há, por exemplo, cobre, níquel e cobalto em grandes concentrações, assim como depósitos de metais estratégicos, como é o caso dos chamados elementos de terras raras, usados em tecnologias como chips de memória, baterias para carros elétricos e ímãs superfortes para discos rígidos e turbinas eólicas.

Estima-se que apenas algumas montanhas no fundo do Pacífico contenham 22 vezes mais telúrio, elemento usado em painéis de energia solar, do que em todas as reservas terrestres conhecidas.

O monte submarino Tropic, próximo às Ilhas Canárias, tem 3 mil metros de altura e uma enorme reserva de terras raras. [Imagem: NOC]

Meio ambiente

Até o momento, esses recursos minerais estão sendo apenas localizados, não extraídos. E há sérios obstáculos a superar para sua exploração comercial continuada.

O equipamento precisa funcionar em profundidades de 5 mil metros, onde a pressão é 500 vezes maior que na superfície, apenas para começar a escavar. A atual tecnologia de mineração profunda permite apenas a operação em regiões de mil metros debaixo d´água.

As regras para a exploração do fundo dos oceanos ainda não foram estipuladas, mas os interessados terão que demonstrar que avaliaram o impacto ambiental das operações e os planos de contingência para efeitos das atividades.

O grande problema é que o conhecimento humano sobre esses ambientes é limitado, o que dirá a compreensão sobre os efeitos de sua exploração para a extração de recursos.

Um consórcio internacional de cientistas começou recentemente a tentar medir o impacto ambiental da escavação do leito oceânico. Os especialistas temem que isso possa afetar muitas formas de vida e mesmo a capacidade dos oceanos de fornecer alimento e absorver dióxido de carbono da atmosfera.

Esta é a maior máquina da mina oceânica Solwara-1, ao largo de Papua Nova Guiné. [Imagem: Nautilus Minerals]

Fonte: BBC

Descoberto no Brasil mineral "tecnologicamente fantástico"

Amostras da melcherita foram depositadas no Museu de Geociências da USP e no Museu Mineralógico da Universidade do Arizona, nos EUA. [Imagem: Divulgação/ICAM/IFSC]

Melcherita

Pesquisadores da USP descobriram um novo mineral cujas propriedades físicas e estruturais o habilitam para importantes aplicações tecnológicas.

O novo mineral foi encontrado em uma cavidade muito pequena de uma rocha de carbonatito, que é rica em calcita e dolomita, na mina de fosfato (carbonatito) de Jacupiranga, no município de Cajati (SP). Nesse tipo de cavidade se encontram os minerais mais raros.

O mineral, batizado de melcherita, foi descoberto pelo engenheiro de minas Luiz Alberto Dias Menezes Filho (1950-2014) e caracterizado pela equipe do professor Daniel Atencio, do Instituto de Física da USP em São Carlos (SP). O nome melcherita é uma homenagem ao falecido professor Geraldo Conrado Melcher (1924-2011).

A fórmula química do mineral é Ba₂Na₂Mg[Nb₆O₁₉]·6H₂O.

Mineral de nióbio

"A estrutura da melcherita é muito versátil. E até pouco tempo só havíamos encontrado essa estrutura em compostos produzidos em laboratório, e não na natureza", explicou o pesquisador Marcelo Barbosa de Andrade.

Contudo, ao contrário dos compostos sintéticos, ou seja, aqueles produzidos em laboratório, a melcherita contém nióbio (Nb), substância bastante utilizada na fabricação de aços especiais, mas também em materiais supercondutores, novas gerações de discos rígidos para computadores e até reatores de fusão nuclear.

Por ter características diferentes dos compostos sintéticos, segundo Marcelo, a "possibilidade de aplicação tecnológica desse mineral é fantástica".

Há poucas semanas se descobriu que o nióbio se autoestrutura para formar um supercondutor. Da mesma forma, o nióbio pode originar octaedros - estruturas que contêm oito faces - que se unem formando um "super-octaedro".

O pesquisador explica que já existem estudos envolvendo o aprisionamento de substâncias por essas estruturas formadas pelo nióbio, como vírus e compostos químicos letais, como o gás sarin.

Muitas novidades

Por se tratar de um mineral recém-descoberto, ainda serão feitas análises com foco nas propriedades físicas do mineral a fim de analisar outras possíveis aplicações da melcherita, mesmo porque esse mineral ainda não foi encontrado em nenhuma outra região do mundo, a não ser em Cajati.

"A pesquisa ainda está em desenvolvimento. E, em razão de podermos substituir os elementos que existem no mineral, alterando suas propriedades físicas, esperamos apresentar muitas novidades", afirma Marcelo.

Devido à sua raridade, amostras da melcherita foram depositadas no Museu de Geociências da USP e no Museu Mineralógico da Universidade do Arizona, nos EUA, onde estarão acessíveis aos pesquisadores interessados em desenvolver novos estudos com o mineral recém-descoberto.

Bibliografia:

Melcherite, IMA 2015-018

Fonte CPRM

Gasolina sem petróleo: Primeiros 200 l feitos de CO2 e energia solar

Sol + CO2 = gasolina, diesel ou querosene. [Imagem: VTT]

Combustível limpo

Um projeto tocado por engenheiros e pesquisadores da Alemanha e da Finlândia produziu os primeiros 200 litros de combustível sintético extraído do dióxido de carbono (CO2) atmosférico e usando energia solar.

O combustível limpo foi produzido em uma planta-piloto móvel, que pode ser usada de forma descentralizada para produzir gasolina, diesel ou querosene. Para facilitar sua mobilidade, a planta química supercompacta foi acondicionada em um contêiner.

"O sucesso da transição energética exige inovações geradas por pesquisas se estendendo dos fundamentos até as aplicações," disse o professor Thomas Hirth, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe. "O sucesso do [projeto] Soletair reflete a importância das redes de pesquisa internacionais que lidam com os desafios globais e desenvolvem soluções aplicáveis."

Do CO2 à gasolina

A usina de combustível é formada por três componentes principais.

A unidade de "captura direta do ar" captura o dióxido de carbono do ar em volta. A seguir, uma unidade de eletrólise usa a energia solar para produzir hidrogênio. No terceiro componente, o dióxido de carbono e o hidrogênio são primeiro convertidos em gás de síntese reativo a alta temperatura e depois em combustíveis líquidos em um reator químico microestruturado.

Este é o reator microestruturado responsável pela última etapa do processo, convertendo gás de síntese em combustíveis líquidos. [Imagem: INERATEC/KIT]

A equipe afirma que esta é a primeira vez que o processo completo, da energia fotovoltaica e da captura de dióxido de carbono do ar, até a síntese de combustível líquido, mostrou sua viabilidade técnica.

A planta-piloto tem uma capacidade de produção de 80 litros de gasolina por dia. Na primeira campanha, agora concluída, foram produzidos cerca de 200 litros de combustível em várias fases, para estudar o processo de síntese ideal, as possibilidades de reaproveitar o calor produzido e as propriedades do produto final.

A planta compacta foi projetada para fabricação descentralizada, além de poder se encaixar em um contêiner para facilidade de transporte. Com isto, uma usina completa poderá ser ampliada de forma modular. A equipe já está constituindo uma empresa para comercializar esses módulos.

Fonte: CPRM

Escala de Mohs

Escala de Mohs

A dureza é uma propriedade mecânica da matéria sólida que determina sua resistência ao risco. No campo da Mineralogia, para quantificar a dureza de um mineral, utiliza-se a Escala de Mohs. Essa escala foi desenvolvida pelo mineralogista alemão Friedrich Mohs no ano de 1812 e é formada por 10 minerais organizados em ordem crescente de dureza. Observe:

Pela Escala de Mohs, qualquer mineral risca o anterior e é riscado pelo próximo. O talco é o mineral de menor dureza da escala, por isso, pode ser riscado por qualquer um dos demais. Já o diamante, é o mais duro, sendo assim, risca todos os outros minerais e não pode ser riscado por nenhum deles, apenas por outro diamante.

Outro exemplo: ao atritarmos um fragmento de ferro a um tijolo, percebemos que o fragmento de ferro é capaz de provocar sulcos no tijolo, ou  seja, é capaz de riscar o tijolo, e não o contrário. Assim, concluímos que o ferro é mais duro do que o tijolo.
Para determinar a dureza de um mineral através da Escala de Mohs é necessário riscar o mineral padrão (da escala) com o mineral que se deseja classificar e verificar qual deles apresentou o risco em sua superfície. A unha, por exemplo, risca o talco e o gesso, mas é riscada pela calcita e, desta forma, apresenta uma dureza de 2,5. A ardósia, utilizada na fabricação do quadro negro, pode riscar o topázio, mas não o coríndon, e, por isso, encontra-se no nível 8,5 da escala.
Na prática, identificar a dureza de um mineral é um fator importante ao escolher o tipo de matéria prima mais adequada para diferentes produções. Um exemplo disso é a aplicação do granito na fabricação de pisos, em vez do mármore. O mármore é constituído principalmente por calcita, cuja dureza é 3, enquanto o granito é formado por quartzo e feldspato, que apresentam dureza de 7 e 6, respectivamente. Um piso composto de mármore seria facilmente riscado, o que não acontece com o granito.
Entretanto, essa escala não corresponde a real dureza do mineral, fato já conhecido por Mohs. Isso quer dizer que não é possível, a partir da escala, afirmar-se que o mineral de número 10 é dez vezes mais duro do que o mineral de número 1, visto que a dureza entre os materiais não ocorre de maneira tão uniforme. Entre os níveis 9 e 10, essa diferença se acentua ainda mais, uma vez que o diamante é cerca de 7 vezes mais duro que o seu antecessor, o coríndon. Apenas pode-se estabelecer uma classificação qualitativa entre os mesmos.
Particularmente ao mineral de menor dureza, o talco, apresenta fórmula molecular Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ e pode ser arranhado com a unha. Já o mineral de maior dureza, o diamante, é formado por átomos de carbono, entrelaçados uns aos outros em um retículo cristalino muito eficiente, e pode riscar a qualquer outro material natural, não se deixando riscar por nenhum deles.

Fonte:  Seleções