geologia

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Chama verde amarelada da reação química
Hoje o canal Thoisoi2 fala sobre o elemento enxofre, e em como não teve uma data específica de descoberta, sendo conhecido desde a antiguidade – por ocorrer de forma natural, principalmente no entorno de alguns vulcões.

A mudança de cor com a temperatura foi demonstrada no vídeo com o resfriamento do enxofre em nitrogênio líquido com posterior fusão do material sob aquecimento; e sua plasticidade após passar pelo aquecimento. Além disso Thoisoi2 demonstra a solubilidade o enxofre em solventes não polares, a reatividade com zinco em pó, a intensidade explosiva da reação do enxofre com o elemento césio, a famosa reação do ‘cão que late’, e o intenso fedor de alguns compostos que contém enxofre.

Vídeo com legenda em português. Ative a exibição pelo YouTube.

Apesar do título do vídeo apontar que o enxofre seria a substância mais fedida do mundo, isso não é bem uma verdade. Alguns outros elementos, como o telúrio e o selênio podem estar em compostos que são considerados ainda mais fedidos.

Texto e legenda escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

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O texto abaixo é uma tradução do artigo “A Little Big History of Iberian Gold: How Earth processes concentrated the precious metal that played a critical role in the history of Spain and Portugal” publicado no Journal of Big History ( Vol 1, No 1 (2017) ). Agradecemos editor e autores pela autorização para a tradução.

Uma pequena e grande história do ouro Ibérico:
Como os processos terrestres concentraram o metal precioso que desempenhou um papel crítico na história da Espanha e de Portugal

García-Moreno, Olga 1, 2, 3
Aguirre-Palafox, Luís Erick 3
Álvarez, Walter 3, 4
Hawley, William 3, 5(1) Departamento de Geologia, Universidad de Oviedo, C / Jesús Arias de Velasco s / n. 33005 Oviedo, Astúrias, Espanha
(2) Centro de Investigação em Nanomateriais e Nanotecnologia, CSIC-UO-PA, Avenida de la Vega 4-6, 33940 El Entrego, Astúrias, Espanha
(3) Departamento de Ciência da Terra e Planetária, Universidade da Califórnia, Berkeley CA 94720-4767, EUA
(4) Osservatorio Geologico di Coldigioco, Contrada Coldigioco 4, 62021 Apiro (MC), Itália
(5) Laboratório de sismologia de Berkeley, 215 McCone Hall, Universidade da Califórnia, Berkeley, CA 94720 EUA
RESUMO
Apresentamos uma “pequena e grande história” do ouro que foi extraído na Península Ibérica, ou foi levado para lá de depósitos localizados em outros lugares, por comércio ou por conquista. Durante a época romana, o ouro foi extraído da própria Península. Na Idade Média, o ouro foi trazido através do Saara de ocorrências muito ricas perto da superfície na África Ocidental. Após a descoberta do Novo Mundo, a Colômbia foi a fonte mais importante de ouro que entrava na Península. Cada uma dessas regiões com minas de ouro teve uma história geológica diferente, e em cada uma delas, o ouro foi concentrado por uma variedade de processos geológicos. O ouro da África Ocidental remonta ao início da história da Terra, há cerca de 2 bilhões de anos, e resultou do fechamento de uma antiga bacia oceânica. O ouro ibérico está relacionado à colisão continental que produziu os Apalaches e sua continuação Variscana na Europa, ao mesmo tempo que se estabelecia o supercontinente Pangea. O ouro colombiano está associado à subdução sob a América do Sul da crosta do Oceano Pacífico que produziu os Andes. Para cada uma das três regiões, apresentamos um banco de dados de áreas de mineração de ouro históricas e ativas, e resumimos essa informação em mapas. As formas pelas quais a Terra concentra o ouro são objeto de muita pesquisa geológica, e damos uma breve introdução a este tópico notável, esperando que os historiadores da história ampla irão além da afirmação de Carl Sagan de que “somos feitos de estrelas” e reconheceremos que “somos feitos de estrelas, concentrados pela Terra”.
I. INTRODUÇÃO

Uma abordagem para o estudo da grande história é pegar uma característica da situação humana e rastrear a história, desde o início do Cosmos, o que levou a esse aspecto do mundo em que vivemos. Esther Quaedackers foi pioneira nesta abordagem, e ela chama esse estudo de uma “pequena grande história”.

Dos quatro regimes da grande história – Cosmos, Terra, Vida e Humanidade – os quais são de importâncias variadas em histórias pequenas e grandes. A maioria das grandes histórias começará com histórias cósmicas bastante semelhantes, porque tudo na grande história obedeceu as mesmas leis da física, estabelecidas no início do Big Bang e os elementos químicos dos quais nosso mundo físico é construído foram modelados pelos mesmos processos estelares (no entanto com diferenças para elementos leves e pesados).

As pequenas grandes histórias começam a ficar complicadas no regime da história da Terra, porque a longa e complexa história do nosso planeta construiu condições geológicas muito diferentes em diferentes partes da Terra. As rochas vulcânicas de basalto muito jovens da Islândia, por exemplo, que entraram em erupção onde a nova crosta oceânica está se formando, não têm nenhuma semelhança com a geologia muito antiga e complicada, ciclada e reciclada da Austrália. Com nossos conhecimentos em geologia e geofísica, esta é a parte da grande história que nos é mais familiar. Pequenas grandes histórias tornam-se seriamente complicadas no regime da história da vida, e esmagadoramente na história da humanidade.

Neste artigo, apresentamos uma “pequena e grande história” de ouro no contexto da Ibéria. Esta grande península, agora compartilhada por Espanha e Portugal, teve acesso a grandes quantidades de ouro durante a maior parte da sua história, desde os tempos pré-romanos e romanos até a independência das antigas colônias ibéricas no Novo Mundo há cerca de dois séculos. Isso teve uma grande influência, para o bem ou para o mal, na história econômica, social e política da Ibéria, e contrasta com outras regiões que não possuem esse recurso, como os Países Baixos ou a Itália.

Nós somos feitos de estrelas, concentrados pela Terra

Além do nosso foco específico no ouro que foi descoberto ou trazido para a Ibéria, temos um ponto muito mais amplo a ser feito neste artigo, que é importante que os grandes historiadores entendam. A maioria dos grandes historiadores agora reconhece que todos os elementos químicos mais pesados ​​do que hidrogênio, hélio e lítio foram produzidos em estrelas e espalhados pela galáxia como resultado de explosões de supernovas. Esta parte essencial da compreensão está encapsulada na afirmação de Carl Sagan, “Nós somos feitos de poeira de estrela”.

Mas para geólogos como nós, essa afirmação, embora verdadeira, é incompleta. Os átomos dispersos e os grãos de poeira feitos de minerais de silicato e ferro no espaço interestelar estão muito dispersos para serem de qualquer utilidade para os seres humanos. Os elementos dos quais somos feitos ou que usamos têm sido concentrados em uma grande variedade de processos que ocorrem tanto dentro como na superfície da Terra (Alvarez, 2016, Ch. 3). Então, mudamos o conceito de Carl Sagan para uma forma que os grandes historiadores devem abraçar e enfatizamos que:

“Somos feitos de estrelas, concentrados pela Terra”.

Neste artigo, mostraremos que o ouro que afetou a história ibérica se concentrou em uma variedade de diferentes maneiras geológicas, e estas são apenas uma amostra da virtuosidade notável da Terra na formação de enormes depósitos de ouro de diversos tipos. Este tipo de pequena e grande história poderia ser escrita para qualquer um dos outros elementos químicos, ou para rochas como calcários ou granitos, ou para petróleo e outros combustíveis fósseis. Isso significa que a variedade de processos terrestres que beneficiaram a humanidade é muito grande para ser entendida em profundidade e amplitude por qualquer um, incluindo geólogos sozinhos, mas esperamos que nosso estudo do ouro ibérico ajude os grandes historiadores a apreciar o papel crítico que a Terra desempenhou na criação da situação humana.

II. OURO NA HISTÓRIA HUMANA DA IBÉRIA

Para fornecer um foco para o tópico muito grande, complicado e controverso da geologia do ouro (Goldfarb, 2001a, bb Goldfarb et al., 2010), apresentamos nossa pequena grande história de ouro no contexto da Ibéria. Nos últimos dois milênios, o ouro da Ibéria veio principalmente de três fontes – a própria Ibéria, o Sahel da África Ocidental e a Colômbia. Para manter este tratamento gerenciável, não consideramos ouro que possa ter entrado na Ibéria de outras fontes disponíveis ao Império Romano, como a Dácia (Romênia moderna), a região egípcio-árabe-nubiana ou o País de Gales. O ouro das três regiões acima foi entregue à Iberia de quatro maneiras diferentes durante quatro episódios históricos:

Ouro da Ibéria

Alguns dos primeiros artefatos de ouro conhecidos da Espanha vêm das Astúrias no noroeste da Península, que datam do início do Calcolítico (Blas Cortina, 1994), e estão atualmente em estudo. Nós também temos o tesouro pré-romano de Arrabalde, encontrado perto do antigo local de mineração romano de Las Médulas (Perea e Rovira, 1995). O ouro pré-romano também é conhecido ser do reino dos fenícios e do reino nativo contemporâneo de Tartessos, no sul da Espanha. Na Extremadura, no centro-sul da Espanha, como o local em que pelo menos parte desse ouro foi originalmente coletado, os detalhes químicos das pepitas naturais combinam com os do Tesouro Tartessiano de Aliseda (García-Guiné e outros, 2005) .
Abundantes paleoplácers de ouro – ou depósitos de minério aluviais antigos – no noroeste da Ibéria provavelmente foram explorados pela mineração artesanal na época pré-romana. Esta área tornou-se posteriormente uma importante fonte de ouro para o Império Romano. Las Médulas, onde os engenheiros e mineradores romanos recuperaram o ouro dos antigos depósitos sedimentares consolidados, deve ter sido um desastre ambiental na época, mas hoje é uma paisagem de beleza colorida que foi designada Patrimônio Mundial da UNESCO (Fig. 1). O sistema de mineração romano usado em Las Médulas, apropriadamente chamado de Ruina Montium, foi descrito por Plínio, o Velho (tradução, 1952). Um local recém descoberto de extração romana em grande escala de ouro a partir de cascalhos de rio está na Valdería, perto de Castrocontrigo (Justel-Cadierno et al., 2014, Fernández-Lozano et al., 2015). Ambas localizações estão dentro de 100 km da cidade de León, um nome que não se origina de “leão”, mas de “legião”, pois esta era a sede da legião romana encarregada de proteger essas críticas fontes de ouro. A produção evidentemente diminuiu ou cessou após o declínio romano e as invasões germânicas eliminaram os conhecimentos técnicos e as infra-estruturas necessárias para mineração de ouro intensa. Consideramos também brevemente a região do ouro no sudoeste da Ibéria, cuja origem geológica é bastante diferente da do noroeste da Ibéria.

paisagem com montanhas e vegetação
Figura 1. Las Médulas (León, NW Espanha). Esta paisagem do Patrimônio Mundial da UNESCO é uma antiga mina de ouro da época romana. Foto cedida por Bernardo López Santamaría.
 

Ouro da África Ocidental

Depois de alguns séculos na Alta Idade Média, em que o ouro era menos importante na história ibérica, a conquista islâmica do século VIII trouxe contatos com Marrocos. Isso levou a um influxo de ouro para a Ibéria por meio do comércio de caravanas trans-saariana de fontes abundantes na África subsaariana do Oeste. Neste longo comércio de caravanas, os comerciantes árabes trocaram sal, extraídos de depósitos em Taoudenni, no meio do Saara no Mali moderno, para o ouro colhido de depósitos de plácers ricos chamados Wangara, provavelmente ao longo do rio Senegal (Bovill, 1968). Grande parte do ouro finalmente chegou à Ibérica islâmica, em troca de seus sofisticados produtos.

A medique que o forte controle islâmico da Ibéria, centrado em Córdoba, enfraqueceu após o século 11, grande parte do ouro africano chegando às partes islâmicas da península foi extraída por reis cristãos fortemente militarizados, como um tributo chamado ‘parias’, dos reis mais fracos do sucessor islâmico, os reinos de taifa. Reis cristãos, como Fernando I (1037-1065) e seu filho Alfonso VI (1065-1109), de Leão-Castela, deram grandes presentes de ouro aos beneditinos franceses e essas riquezas financiaram em grande parte a floração cultural e artística de Cluny (embora os presentes de Fernando foram recentemente questionados: Pick, 2013).

No século XIV, era bem sabido que os reinos do Sahel eram enormemente ricos em ouro, por causa da peregrinação (1324-1325) do rei (ou Mansa) de Mali, Musa I (1280-11337), para Meca, onde distribuiu grandes quantidades de ouro no Cairo (Fig. 2). A busca por uma maneira de flanquear a caravana de ouro trans-saariana controlada pelos árabes pode ter sido uma das motivações para o Príncipe Henrique de Portugal (“Príncipe Henrique o Navegador”) para começar a exploração portuguesa ao longo da costa oeste da África no início Século 15 (Russell, 2000). Como resultado, no século 15, os portugueses chegaram à região africana do ouro por mar, fundando o centro comercial de Elmina em 1482, na costa da Gana moderna, a menos de 100 km de ricas regiões produtoras de ouro (Leitão e Alvarez, 2011). ).

Ilustração antiga
Figura 2. Mansa Musa. Atlas catalão cerca de 1525 ACE, com a imagem do rei do Mali, Mansa Musa, mostrada com o ouro que fez seu reino tão rico (atribuído a Abraham Cresques, cerca de 1375, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons /7/7a/Catalan_Atlas_BNF_Sheet_6_Western_Sahara.jpg)
 

Ouro da Colômbia

Após a captura de Castela, em 1492, de Granada, o último reino islâmico na Ibéria, o ouro africano já não conseguiu chegar à Espanha em grande quantidade pela via trans-saariana. No entanto, no mesmo ano, as descobertas de Colombo trouxeram dois novos continentes à atenção dos espanhóis, que rapidamente concretizaram a exploração, um dos principais objetivos era encontrar recursos de metais preciosos. Quantidades verdadeiramente enormes de prata foram descobertas em Potosí na Bolívia (1545) e em Zacatecas no México (1546), enquanto os recursos de ouro mais abundantes foram encontrados em Nueva Granada, atualmente Colômbia, que parece ter sido a província do ouro mais ricamente abundante da América do Sul andina. Os plácers de ouro foram explorados em grande parte da Colômbia, e ouro adicional foi retirado de túmulos pré-colombianos. Os maravilhosos ornamentos de ouro no Museo del Oro em Bogotá (Fig. 3) nos dão uma ideia da arte dos ourives da Muisca (povo Chibcha) e povos relacionados.

Os ricos fluxos de prata e ouro do Novo Mundo foram canalizados para a Espanha nos tempos coloniais iniciais, financiando as guerras de Habsburgo contra os protestantes na Europa e causando ondas de inflação que se espalharam de Sevilha por toda a Europa – a chamada “Revolução dos preços.” Esta última fonte de ouro e prata entrando na Ibéria secou após as Guerras de Independência latino-americanas no início do século XIX, terminando talvez 3.000 anos de ouro ibérico. Mas é interessante notar que os espanhóis e depois os mexicanos controlavam o cinturão costeiro da atual Califórnia até 1846, desconhecendo os vastos recursos de ouro que seriam descobertos em Sierra Foothills, pouco a leste, em 1848.

arte em ouro
Figura 3. Escultura pré-colombiana de barcos, como exemplo da arte Muisca na Colômbia; o ouro provavelmente veio de depósitos de plácers em rios. (Figura votiva. Cordilheira Oriental – Muisca. 600 CE – 1600 CE. 10,2 x 10,1 x 19,5 cm. Coleção Museo del Oro – Banco de la República. Colombia Fotografia de: Clark M. Rodríguez.)
 

III COMO SE FORMAM OS DEPÓSITOS DE OURO?

Quase toda pequena história que envolve um aspecto físico da situação humana – de um copo de água, a um ser humano, até uma cidade – devemos perguntar sobre a origem dos elementos químicos da qual é feita. Isso é bem entendido por muitos grandes historiadores, mas o que é menos apreciado é que também devemos perguntar sobre como cada elemento foi concentrado e tornado útil.

Na maioria dos casos, é a Terra que fez a concentração, através de uma ampla variedade de processos que agiram lentamente em longos períodos de tempo (Brimhall, 1987, 1991). A produção de depósitos naturais de cada elemento tem, portanto, uma história e é uma parte vital da grande história. Nesta seção do nosso artigo, pretendemos tornar compreensível a origem e a história dos depósitos de ouro.

Descobrimos que era mais eficaz fazer isso na forma de uma narrativa, apresentada como uma seqüência de perguntas. Algumas das perguntas têm respostas, mas outras só podem ser respondidas parcialmente, ou sob a forma de outras questões, pois estes são tópicos ativos na pesquisa geológica. Exceto pelos três primeiros, nossa seqüência de perguntas se move da superfície familiar da Terra, para baixo, no interior inacessível do planeta.

Pergunta 1: Qual é a grande fonte de ouro no Cosmos?

P: Os cosmologistas agora entendem que no final do Big Bang, durante a Era das Trevas, antes que as primeiras estrelas começassem a brilhar, o Cosmos era feito de hidrogênio, hélio e traços de lítio (ignorando a matéria escura). Como os outros 90 ou mais elementos surgiram?

R: Muitos grandes historiadores estão familiarizados com o reconhecimento de que os outros elementos foram feitos em estrelas, como subprodutos das reações nucleares que tornam as estrelas brilhantes ou, para muitos dos elementos mais pesados ​​que o ferro, durante o colapso estelar que produz uma explosão do tipo supernova . O ouro é um desses elementos do processo r- (rápido) (Cowan e Thielemann, 2004), ambos formados e dispersos por supernovas. Esta compreensão da nucleossíntese tornou-se parte do cânone da grande história, identificada como Limite 3, “A Criação de Novos Elementos Químicos”, no livro de Christian, Brown e Benjamin (2014). Em um sentido mais amplo, agora é reconhecido que a matéria evoluiu durante o desdobramento da grande história (Garzón-Ruipérez, 1994, Tolstikhin e Kramers, 2008).

Pergunta 2: Qual é a grande fonte de ouro na Terra?

Q: O “material-estelar” de Carl Sagan, produto de muitas supernovas que precedem a formação da Terra, foi disperso através do espaço interestelar e foi uma mistura de muitos elementos diferentes. Como a Terra conseguiu seu ouro?

R: Uma resposta detalhada a esta questão nos levaria longe do nosso assunto. Para uma breve revisão, veja Alvarez (2016, Ch. 2). Mas um ponto crítico para entender o ouro é que a Terra é predominantemente composta por quatro elementos – magnésio, silício, ferro e oxigênio (Mg, Si, Fe, O) – que estão concentrados na Terra, primeiro porque eram relativamente abundantes na nebulosa solar, e segundo, porque eles produzem grãos minerais sólidos, muito pesados ​​para terem sido expulsos do Sistema Solar interno pelo forte vento solar do jovem Sol.

À medida que a Terra realizou acreção, o planeta em crescimento deve ter sido, em grande parte ou em parte, fundido por causa do calor de grandes impactos, e o ferro denso afundou ao centro para fazer o núcleo de ferro da Terra, provavelmente transportando a maior parte do ouro da Terra, que é um “siderófilo” – um elemento, facilmente absorvido pelo ferro quente ou fundido. Os outros elementos principais – magnésio, silício e oxigênio – participaram do manto rochoso da Terra, que podemos pensar como composto de minerais como a olivina (Mg2SiO4).

Um segundo ponto crítico é que, quando a Terra estava quase completamente agregada com grãos sólidos e gás na nebulosa solar, seu crescimento foi interrompido por um impacto gigante de um corpo provavelmente do tamanho de Marte. Este impacto fora do centro arruinou uma fração substancial do manto da Terra, que acabou gerando a Lua, orbitando a Terra. Mas a acumulação de objetos menores na Terra continuou, e eles adicionaram o que é chamado de sedimento tardio.

Nosso entendimento atual é, portanto, que a Terra se diferenciou cedo e rapidamente em um núcleo de ferro, cercado por um manto rochoso que compõe cerca de 90% da Terra em volume. O outro componente de primeira ordem na Terra é a sua crosta, mais rica em silício e oxigênio, e mais pobre em magnésio do que o manto. Em contraste com a formação do núcleo, a crosta passou a existir lenta e gradualmente através de toda a história da Terra. É de dois tipos: a formação de crosta oceânica, pelo espalhamento dos fundos marinhos, nas cristais do meio do oceano, que podem durar talvez alguns centenas de milhões de anos, e depois afundam no manto nas zonas de subdução; a crosta oceânica é efêmera. A crosta continental, por outro lado, sendo mais flutuante, geralmente não subduz, mas continua a flutuar no topo do manto, embora seja submetida a ciclos repetidos de construção de montanhas, tornando-se cada vez mais complicados ao longo do tempo. Para o nosso conhecimento, a maior parte do ouro que foi extraído com sucesso está na crosta continental, embora existam também depósitos de ouro muito importantes que se formaram em crosta oceânica, mas que agora são encontrados nos continentes após a acumulação.

Pergunta 3: Como podemos entender como o ouro se concentrou?

P: Ao longo de seus 4,5 bilhões de anos de história, a Terra operou como uma planta gigante de processamento químico, tomando elementos químicos que estavam todos misturados e dispersos e gradualmente concentrando-os e refinando. O ouro, por exemplo, tem sido concentrado e refinado pela Terra de várias maneiras, que envolvem geologia, química e física. Como os estudiosos e cientistas que não são geólogos adquirem uma compreensão ampla e clara desse importante mas complicado aspecto da Grande História?

R: Ao nos restringir às três regiões que forneceram ouro à Ibéria nos tempos históricos, tornamos o tema mais gerenciável. As três regiões são geologicamente completamente diferentes, por isso entendemos a variedade de processos em questão. Poderia ter sido lógico começar nosso estudo sobre o ouro no núcleo da Terra e segui-lo para cima, terminando com depósitos econômicos de ouro na crosta. No entanto, optamos por começar na superfície mais familiar e ir para baixo.

Pergunta 4: O ouro mais fácil de encontrar e de minerar está em depósitos de plácers. Como se formam os plácers?

Q: Em muitas regiões ricas em ouro, o ouro pode ser encontrado como pepitas e como grãos menores, dentro dos sedimentos de areia e cascalho dos rios – rios modernos e antigos – geralmente concentrados no fundo do sedimento do rio. Esses depósitos secundários ou de “plácer” são relativamente fáceis de minerar, e foram os primeiros a serem explorados em todas as três regiões – nos tempos antigos da Península Ibérica, nos tempos medievais da África Ocidental e em pré-colombianos e em ápocas espanhóis-coloniais na Colômbia. Como o ouro se concentra em plácers?

R: Os grãos sedimentares de ouro são primeiro erodidos de alguma rocha mais antiga, comumente de veias de quartzo contendo ouro, e depois transportadas – neste caso, com água corrente – e, finalmente, depositadas como sedimentos. O ouro tem uma densidade muito maior do que os grãos de quartzo comuns (densidade de 19,3 versus 2,65 g/cm3), de modo que ele é separado a partir de grãos de quartzo pela densidade, acumulando no fundo de corpos de areia. O primeiro ouro da Califórnia foi descoberto em escavações de cascalho de rios para as fundações de uma serraria e, eventualmente, muitos desses grãos detritais foram rastreados para as veias fontes rio acima.

Os grãos de areia em um rio que flui batem uns contra os outros. No caso da areia de quartzo, isso os fragmenta em pedaços cada vez menores. Mas o ouro se comporta de forma diferente. Os grãos de ouro podem ser reduzidos em tamanho, mas como um metal maleável, eles também podem ficar juntos como pepitas (Fig. 4a, b). Alguns estudos (por exemplo, Johnson et al., 2013) indicam que algumas bactérias excretam partículas de ouro em nanoescala e são capazes de concentrar o ouro desta forma como parte de seu metabolismo. Ambos os mecanismos podem criar pepitas de ouro, que em casos raros podem atingir vários quilos de peso.

Pergunta 5: Como o ouro entrou nos veios, depositado pela água, sendo que o ouro é insolúvel?

P: O ouro secundário em plácers geralmente vem da erosão do ouro “primário” em rocha, geralmente ouro hospedado como pequenas bolhas de metal em veios de quartzo (Fig. 4c). A sílica e o ouro foram transportados em solução por fluidos quentes que ascendem da profundidade, muitas vezes seguindo fraturas ou falhas, e precipitam como cristais de quartzo, às vezes junto com quantidades muito menores de ouro. O fluido que transporta o ouro e a sílica pode ser água relativamente pura ou uma mistura de água e dióxido de carbono.

O ouro é valorizado como joalheria em parte devido à sua cor atraente, mas também porque não mancha, como a prata faz. O ouro em um anel de casamento pode desaparecer gradualmente ao longo das décadas, mas não se dissolve ou reage quimicamente. Se o ouro é insolúvel e quimicamente inerte, então, como pode ser transportado em fluido subindo através de fraturas ou falhas para depositar-se quimicamente em profundidades menores?

A: A resposta a este enigma é que, em fluidos quentes e profundos, o ouro é solúvel, e é carregado em solução vindo das profundezas – do mais profundo na crosta continental ou oceânica. Além do seu caráter siderófilo ou amante do ferro, o ouro também é um elemento calcófilo, com uma afinidade pelo enxofre, e pelo cobre também (Barnes e Ripley, 2016). O enxofre, entre outros elementos químicos, ajudará na solubilidade do ouro nesses fluidos profundos. Pode-se reconhecer essa diferença no comportamento químico em diferentes condições também no fato de que os veios de ouro são principalmente compostos de quartzo; sendo o quartzo, como ouro, também extremamente insolúvel e não-reativo em condições de superfície (Alvarez, 2016, Ch. 3 ).

Como ouro em plácer, o ouro primário em veios de quartzo e disseminado em certas rochas é de grande importância econômica e é minerado por operações subterrâneas e em poços abertos em muitos lugares ao redor do mundo (Fig. 4c, d). No entanto, esta mineração “lode” é mais difícil do que a mineração de plácer, porque o ouro é disperso em rocha dura que deve ser dividida em pequenos fragmentos, e geralmente também é tratado quimicamente, antes que o ouro possa ser extraído. Isso foi difícil nos tempos pré-industriais, mas é comum hoje, e cada uma de nossas três regiões é agora o foco da exploração moderna do ouro lode (veja os mapas na Fig. 6-8).

4 pedaços de rocha com ouro
Figura 4. Amostras de ouro natural. A barra de escala horizontal é de 1 cm.
a. Pepita de ouro de Howard River, Nelson, South Island, Nova Zelândia.
b. Pepita de ouro de Galice District, Josephine Co., Klamath Mountains, Oregon, EUA.
c. Veio de quartzo com ouro do Lode Oeste, Nível 12, mina Obuasi, cinto dourado Ashanti, Gana, África Ocidental.
d. Ouro belamente cristalizado de Eagle’s Nest Mine (Mystery Wind Mine), Placer Co., Sierra Foothills, Califórnia, EUA.
 

Pergunta 6: Que ambientes crustais podem hospedar depósitos de ouro?

P: O ouro primário perto da superfície da Terra é transportado para cima de várias maneiras das profundezas na crosta terrestre. Em que tipos de ambientes geológicos podem ocorrer processos de concentração de ouro?

R: Chegamos agora ao ponto em que a geologia do ouro se torna muito complicada, controversa e incerta, de modo que daremos apenas uma breve sinopse do que parecem ser alguns dos importantes ambientes crustais produtores de ouro:

(1) Nos cumes do meio do oceano, duas placas se separam, de modo que o manto aumenta e parcialmente derrete, solidificando-se para formar uma nova crosta oceânica. Aqui há um processo dramático que produz depósitos metálicos que podem conter ouro. A água do mar, conduzida pela pressão sobre as rachaduras na nova crosta, é aquecida pelo contato com rocha quente, se expande, e aumenta para entrar no fundo do mar em aberturas hidrotermais espetaculares. Esta água circulante quente lixivia metais e enxofre das rochas circundantes e, em seguida, os deposita em chaminés chamadas de fumarolas negras, que podem conter ouro. Existem imagens espetaculares de fumarolas negras na internet. Esses depósitos são chamados de sulfetos maciços vulcânicos (VMS), e parte do ouro no sudoeste da Ibéria e no oeste da Colômbia parece ser dessa origem.

(2) Nos limites da placa subduzida, como a margem ocidental da América do Sul, milhares de quilômetros de crosta oceânica antiga podem escorrer, mergulhar abaixo do continente e, portanto, sob a crosta continental e descer no manto. Por meio destes processos de subdução, os magmas são formados pela fusão do manto ou crosta inferior e eles aumentam em níveis mais baixos na crosta. Eles podem esfriar nas profundidades crustais da parte mediana da crosta ou da parte superior para formar grandes corpos de rocha granítica ou irromper na superfície de vulcões como os dos Andes. Os depósitos de ouro podem se formar neste ambiente, como em partes dos Andes colombianos e da Península Ibérica, a partir de fluidos liberados dos magmas cristalizados ou de fluidos de superfície que realizam convecção em volta dos granitos em restriamento. As fontes de ouro formadas nesses ambientes são tipicamente classificadas como pórfiros, escarnito e depósito epitermal, e muitos também estão associados a concentrações econômicas de prata, cobre, molibdênio, tungstênio, chumbo e / ou zinco.

(3) Outra grande ocorrência de ouro existe onde a antiga crosta oceânica foi parcialmente subduzida e parcialmente raspada, ou “agregada”, na borda de um continente – algo como um enorme acidente de carro em câmera lenta. As rochas acumuladas ficam profundamente deformadas e metamorfoseadas, os magmas são produzidos e resfriam formando granitos, uma cordilheira é conduzida para cima, e então os continentes podem estirar um pouco, puxando a cordilheira para além em extensão. O ouro pode se acumular neste ambiente, nos chamados depósitos de ouro “orogênicos” (Goldfarb et al., 2001b, Goldfarb e Groves, 2015), usando um termo geológico onde o “oro” se refere às montanhas e não ao ouro. O fluido de transporte de ouro, uma combinação de água e dióxido de carbono, foi liberado de diferentes minerais enquanto foram aquecidos e metamorfoseados durante a acumulação. Os fluidos foram então focados acima ao longo de grandes falhas durante a atividade de terremotos. Muitos desses depósitos de ouro ibérico são gerados durante a Orogenia Variscana, há cerca de 300 milhões de anos, quando Gondwana colidiu com os continentes do norte para montar o supercontinente de Pangea, formando as Montanhas Apalaches e sua antiga continuação Variscana através da Península Ibérica e a Europa central. Além disso, quase todos os depósitos de ouro na África Ocidental foram formados desta forma há 2 bilhões de anos e muitos dos depósitos de ouro na Colômbia foram formados desta forma há cerca de 90 milhões de anos.

Todos os três desses ambientes estão relacionados à tectônica de placas, mas duas outras possibilidades podem não ser. Então tratamos separadamente nas duas seções a seguir.

Pergunta 7: Como (e quando) o ouro foi do manto para a crosta?

Q: Evidentemente, o ouro na crosta deve ter vindo do manto, e podemos perguntar: Como o ouro entrou na crosta continental do manto abaixo? Parece não haver uma resposta clara a essa pergunta por causa da inacessibilidade da crosta profunda, mas pode haver uma resposta a uma questão relacionada: quando o ouro entrou na crosta continental do manto abaixo?

R: Em um artigo de revisão detalhado, Goldfarb et al. (2001b) mostraram que grandes quantidades de ouro orogênico foram posicionadas na última parte do Arqueano (~ 2.8-2.5 Ga) e no Proterozóico precoce (2.1-1.8 Ga). Isto foi seguido por uma lacuna nos períodos do ouro orogênico durante o Mesoproterozóico e Neoproterozóico (1,6-0,6 Ga) antes dos depósitos de ouro orogênicos generalizados reconhecidos no Fanerozoico (0,6 Ga até agora). De nossas três regiões de interesse, o ouro da África Ocidental foi posicionado antes do intervalo Mesoproterozóico-Neoproterozóico e ouro ibérico e colombiano depois disso. O Goldfarb sugeriu que esse caráter episódico de deposição de ouro orogênico pode estar relacionado à mudança de regimes de calor durante a história da Terra – um tema de muito interesse e de pouca concordância – além de diferenças na preservação de certos níveis de crosta que se relacionam com os regimes em mudança. Uma possibilidade é que a Terra primordial era muito mais quente e perdeu o calor pela movimentação geral do manto, ao invés dos padrões organizados da tectônica de placas.

Pergunta 8: Como o ouro entrou no manto?

P: Como elemento siderófilo, a maior parte do ouro da Terra deve estar no núcleo de ferro. Nós também sabemos que há ouro na crosta, onde é minerado. Sabemos menos sobre o ouro no manto, por causa da sua inacessibilidade, mas parece provável que o manto também contenha ouro, alguns dos quais migraram para dentro da crosta. Existem maneiras pelas quais o manto poderia ter adquirido ouro?

A: Em termos gerais, existem três maneiras pelas quais o manto poderia ter retido ou obtido ouro:

(1) Uma certa quantidade de ouro pode ter permanecido no manto devido à partição incompleta no núcleo durante a separação do núcleo-manto (Brenan e McDonough, 2009).

(2) Algum ouro extra-terrestre pode ter sido trazido para a Terra por objetos impactantes como um “sedimento tardio”, no final do processo de acreção, depois que o núcleo e o manto se separaram e a Lua se formou (Willbold et al., 2011 ).

(3) Uma pequena quantidade de ouro pode ser transportada do núcleo em plumas – em colunas que se elevam lentamente de material de manto quente e flutuante que continua a estar ativo atualmente, com os exemplos mais conhecidos localizados no Havaí e na Islândia. Sugeriu-se que as plumas do manto fossem a fonte de ouro para pelo menos algumas grandes províncias de ouro (Oppliger et al., 1997; Bierlein e Pisarevsky, 2008) e magma que não vem do manto normal, mas sim da pluma de manto da Islândia, pluma que mostrou conter quantidades ligeiramente maiores de ouro do que o manto normal (Webber et al., 2013).

Acredita-se que as plumas se originem na base do manto, onde ele está em contato com o núcleo quente, e estas plumas quentes e flutuantes migram para cima ao longo de milhões de anos em uma forma que se assemelha a um cogumelo (Fig. 5a). Eventualmente, a “cabeça” da pluma atinge a superfície e gera enormes quantidades de vulcanismo (Richards et al., 1989) (Fig. 5b). Após este estouro de intenso vulcanismo causado pela cabeça da pluma, que pode durar um milhão de anos ou mais, a cauda da pluma forma um hotspot de longa duração que permanece fixo no mesmo lugar por dezenas de milhões de anos, geralmente caracterizada por um vulcão ativo ou campo vulcânico (Fig. 5c). As placas tectônicas movem-se sobre esta “cauda” de pluma fixa, e quando um vulcão ativo se move muito longe do ponto de acesso, um novo vulcão é formado sobre o hotspot. O hotspot cria assim uma corrente de vulcões extintos, que se afasta do vulcão ativo na direção do movimento da placa tectônica, de forma a que pareça um tecido que passa por uma máquina de costura (Fig. 5d). A cadeia da ilha havaiana é um exemplo perfeito, com o vulcão atualmente ativo na Ilha Grande e vulcões extintos progressivamente mais velhos nas ilhas e montes submarinos que se estendem em direção ao noroeste.

Burke et al., 2008 sugeriram que as plumas do manto se originam não apenas em qualquer lugar no limite entre o manto e o núcleo, mas de regiões anômalas identificadas através de estudos sísmicos. Estas regiões são tão profundas e tão pequenas que exatamente o que elas são continua a ser um animado tema de debate . Uma explicação atraente é que essas regiões são o resultado de algum material sendo empurrado para fora do núcleo e dentro do manto (Buffett et al., 2011). Se este for o caso, as plumas do manto poderiam fornecer um conduto para transportar o ouro do núcleo diretamente para a crosta, com pouca interação com o manto (Fig. 5); Este é um tema de pesquisa ativa, e não existe um acordo geral entre os geólogos.

diagrama sobre geologia da terra
Figura 5. A evolução de uma pluma do manto. A base da pluma está enraizada no limite do núcleo-manto. Duas placas tectônicas separadas de uma crista do meio do oceano.
a. A pluma surge do limite do núcleo-manto na forma de um cogumelo.
b. A cabeça da pluma chega ao fundo de uma placa tectônica e gera uma grande quantidade de magmatismo e vulcanismo na superfície.
c. A cabeça da pluma foi inteiramente erguida ou solidificada na parte inferior da placa tectônica, criando um platô oceânico. A cauda da pluma cria um vulcão quando o planalto oceânico se afasta do ponto de acesso.
d. Cada vulcão no hotspot é posteriormente movido pela placa tectônica o suficiente para que o ponto de acesso não possa mais fornecer magma. Esse vulcão torna-se extinto, e um novo é formado sobre a cauda da pluma.
 

IV. AS TRÊS REGIÕES QUE ABASTECERAM A IBÉRIA COM OURO

Nós compilamos bases de dados para as três regiões que forneceram ouro para a Ibéria, fornecendo informações sobre áreas de mineração históricas, onde disponível, e sobre minas de ouro e perspectivas atuais. A informação vem da literatura publicada e dos relatórios disponíveis na web sobre minas modernas e perspectivas em vários estágios de desenvolvimento. Em muitos casos, foi possível identificar minas e prospecções ativas no Bing Maps e no Google Earth. Nós fornecemos os bancos de dados no Apêndice, e aqui resumimos a distribuição de depósitos de ouro em cada uma das três áreas nos mapas.

Ouro da África Ocidental

A África Ocidental é a maior das três regiões, e também a mais antiga geologicamente, com crosta continental produzida por eventos tectônicos cerca de 2.200-2.100 Ma, no Paleoproterozóico, ao redor do tempo em que nosso planeta estava começando a adquirir uma atmosfera rica em oxigênio e quando surgiram as primeiras células eucariotas (Alvarez 2016, capítulo 7). Nós compilamos um banco de dados de áreas de mineração de ouro medieval e moderna nesta região ( Apêndice 1 ), resumido em um mapa (Fig. 6).

O ouro aqui é encontrado principalmente na sequência “Birimian”, feita originalmente de rochas vulcânicas e sedimentares (Smith et al., 2016). Metamorfismo – mudança de textura e química nas rochas devido ao calor e à pressão – mudou a cor dessas rochas para tons de verde. Estes cintos metamórficos “greenstone” são separados por corpos graníticos, e este tipo de cinturão de granito e rocha verde é característico das regiões Arqueanas e Paleoproterozóicas (de Wit e Ashwal, 1997). A geologia do granito-greenstone não é conhecida estar se formando atualmente, e pode ser o resultado de processos que só estavam ativos em uma Terra mais quente e jovem.

Ouro nos depósitos da África Ocidental é comumente relacionado a falhas e zonas de cisalhamento e é principalmente encontrado em veias de quartzo e disseminado em rochas circundantes de todos os tipos que podem hospedar esses veios. A erosão desses veios levou a concentrações de flocos de ouro e pepitas em depósitos de paleoplácers, que foram explorados nos tempos medievais e modernos. Foram esses plácers de ouro ricos e facilmente explorados que fizeram os impérios medievais da África Ocidental – Gana (4º a 12º séculos AD), Mali (séculos XIII a XVI) e Songhai (séculos 15 a 16) – tão ricos e poderosos.

mapa com localização de mineração
Figura 6. Depósitos de ouro na África Ocidental mostrando atividade de mineração histórica e atual. Elmina era o centro comercial português.
 

Ouro ibérico

A Península Ibérica ( Apêndice 2 ) é a mais pequena das nossas três regiões, mas a exploração do ouro vem de duas regiões geologicamente diferentes (Fig. 7). Ambas são partes do cinturão Variscan, um cinturão de montanha colisório que atravessou a Europa central e, antes da abertura do Oceano Atlântico, continuou nos Apalaches.

Uma parte do cinturão Variscan na parte sudoeste da Ibéria é o Cinturão de pirita ibérico, uma área onde o ouro e outros metais nobres provêm de depósitos de sulfato maciço vulcânico (VSM) formados no fundo do oceano por aberturas hidrotermais no que era um espalhamento vulcanicamente ativo na borda da placa. Conforme discutido acima, as aberturas hidrotermais modernas são os “fumarolas negras” nas profundezas do mar, algumas das quais hospedam uma vida abundante apesar das condições extremas ( www.youtube.com/watch?V = huTJlHMR_LE ). Os depósitos no cinturão de pirita ibérico são encontrados em rochas vulcânicas e sedimentares oceânicas do período Devoniano ao Carbonífero (ca. 383-323 Ma) (Gibbons e Moreno, 2002, página 478), época em que as primeiras plantas contendo semente, vertebrados terrestres e répteis primitivos apareceram no registro fóssil.

O trabalho pré-romano com metais e ouro foi reconhecido no sudoeste da Península Ibérica, que remonta aos tempos de época calcolítica e de bronze (O’Brien, 2015; Blanco e Rothemberg, 1981), mas não foi até a época romana que ocorreram importantes operações de mineração. O ouro e a prata foram extraídos na região, mas não eram tão importantes quanto outros metais, como cobre, estanho, ferro, chumbo (O’Brien, 2015), com a inclusão do enxofre após o desenvolvimento de grandes poços abertos no Século 20 (Gibbons e Moreno, 2002).

O noroeste da Ibéria também faz parte do cinturão Variscan. Este cinturão foi formado pela colisão continental que reuniu a massa continental do norte (Laurentia) e a massa continental do sul (Gondwana), montando assim o supercontinente mais recente, Pangea. O cinturão orogênico Variscan-Appalachian é geologicamente muito mais jovem (ca. 300 Ma) do que a África Ocidental, e a maioria de suas características são bem explicadas pelos processos em placas tectônicas. Esses processos e a geologia resultante são complicados, no entanto, envolvendo a sutura de continentes alongados e a torção do cinturão de montanha na Ibéria em um sistema de montanha duplamente curvo “oroclina” ou sistema de montanhas dobrados (Gutiérrez-Alonso et al., 2004; Johnston et al., 2013). Os depósitos de ouro ibérico do noroeste são do tipo de ouro orogênico revisado por Goldfarb et al. (2001b).

localização de mineração na europa
Figura 7. Depósitos de ouro na Península Ibérica do Oeste mostrando áreas de mineração históricas no noroeste e atividade de mineração atual.
 

Ouro colombiano

O ouro colombiano é encontrado nos Andes, uma longa cadeia de rochas deformadas com vulcões formados acima de uma zona de subdução que transporta a crosta oceânica do Pacífico oriental até o leste, sob o continente sul-americano. O cinturão de ouro colombiano é o mais jovem de nossas três regiões; começou a se formar durante a era dos dinossauros (Mesozóico) e a posterior proliferação dos mamíferos (Cenozoico), mas a deformação e o vulcanismo continuam a desempenhar um papel ativo nos Andes de hoje.
Os Andes colombianos (Nie et al., 2010) compreendem três faixas paralelas, separadas pelos vales dos rios Magdalena e Cauca (Fig. 8).  A Cordilheira Oriental é de origem continental, enquanto a Cordilheira Ocidental é feita de rochas oceânicas.  Incluindo a complexa Cordilheira Central, encimada por vulcões ativos provenientes da laje subduzente descendente, os Andes colombianos registram uma longa história de acréscimo colisório de terrenos continentais e oceânicos e seu deslocamento lateral.  É neste ambiente geológico complicado que os depósitos de ouro da Colômbia foram localizados.

Nosso mapa e banco de dados ( Apêndice 3 ) mostram que o ouro colombiano é encontrado nas três cordilheiras, o que parece surpreendente, considerando seu caráter geológico muito diferente. O ouro explorável mais acessível em tempos pré-colombianos e coloniais foi em depósitos de plácer encontrados ao longo de leitos dos principais rios e seus afluentes provenientes das cordilheiras altas e rugosas e na mineração de veios de pequena e média escala. No início do período espanhol, o ouro também foi retirado do cemitério pré colombiano (oeste, 1952). Algumas operações de mineração de escala considerável (Fig. 8), juntamente com mineração de ouro em pequena escala e ilegal, estão ativas na atual Colômbia.

localização de mineração em mapa
Figura 8. Depósitos de ouro na Colômbia que mostram atividades mineradoras históricas e atuais.
 

V. Resumo e conclusões

O ouro é um metal incomum na Terra e desempenha pouco ou nenhum papel na biologia, mas os seres humanos optaram por valorizá-lo bastante, talvez devido à sua cor atraente, à resistência à corrosão e à oxidação e à sua raridade. Por causa dessa avaliação bastante arbitrária, as pessoas vão à extremos para encontrar e extrair ouro, para acumulá-lo e roubar de outras pessoas. Por causa do seu valor aceito, o ouro pode ser trocado por outras coisas que têm valor real, intrínseco; como alimentos, bens materiais, terra e serviços de outras pessoas, como trabalhadores e soldados.

Durante muitos séculos, os países da Ibéria, por razões históricas contingentes, tiveram fácil acesso a grandes suprimentos de ouro, que nem sempre foram utilizados em benefício dos ibéricos. O ouro da própria península foi a base para a cunhagem dos romanos, apoiando as legiões que expandiram e mantiveram o mundo romano. Ouro da África Oeste Subsaariana , extraído dos fracos reis muçulmanos após a queda de Córdoba pelos reis cristãos mais fortes, ajudou a realizar a Reconquista Cristã e pagou a maior parte da floração artística Clunica na França. Ouro vindo do Novo Mundo, e a prata ainda mais abundante, ajudou os reis católicos dos Habsburgos da Espanha a fazerem guerra com os protestantes do norte da Europa.

O ouro foi originalmente derivado de explosões de supernovas e depois disperso e diluído nos primórdios da Terra. Ao longo da história de 4,5 bilhões de anos de nosso planeta, muitos processos geológicos diferentes concentraram o ouro em depósitos econômicos de vários tipos. Alguns desses são razoavelmente bem compreendidos, outros são enigmáticos e são objeto de contínua pesquisa geológica.

As formas em que a Terra concentra o ouro e todos os outros elementos que os humanos usam podem ser compreendidas em muitos níveis diferentes, do muito geral ao complexo e sutil. Esperamos que os grandes historiadores reconheçam a necessidade de, pelo menos, uma compreensão básica da habilidade virtuosa da Terra de concentrar e tornar úteis todos os elementos químicos que originalmente eram diluídos, dispersos e bastante inúteis.

Esperamos, assim, que o aforismo memorável de Carl Sagan, que “Nós somos feitos de estrelas”, seja complementado ou substituído por uma declaração que contém uma compreensão mais profunda da Grande História:

“Somos feitos de estrelas, concentrados pela Terra”.

antigas moedas de ouro
VI. ANEXOS

Apêndice A : Banco de dados de fontes de ouro históricas e modernas na África Ocidental.

Apêndice B : Banco de dados de fontes de ouro históricas e modernas na Península Ibérica.

Apêndice C : Banco de dados de fontes de ouro históricas e modernas na Colômbia.

VII. AGRADECIMENTOS

Gostaríamos de agradecer a Richard Goldfarb por sua revisão completa de uma versão anterior deste artigo. Agradecemos Gabriel Gutiérrez Alonso por informações úteis sobre ouro romano no noroeste da Ibéria e Bernardo López Santamaría pela fotografia de Las Médulas na Fig. 1. Agradecemos também a Robert Knapp pelas discussões e informações sobre o ouro pré-romano na Espanha. As permanências da Olga García-Moreno em Berkeley em 2013 e 2016 foram financiadas pelo Banco Santander, através do Campus de Excelência Internacional da Universidade de Oviedo, no âmbito do programa de mobilidade de excelência para palestrantes e pesquisadores. Agradecemos a Timothy Teague pela assistência técnica, David Shimabukuro pelas discussões gerais da geologia do ouro, e David Pedreira pela fotografia e discussões sobre a geologia do ouro na Ibéria.

VIII. REFERÊNCIAS CITADAS

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irídio aquecido em maçarico
É difícil determinar com precisão a exata abundância dos elementos químicos na crosta terrestre. Dependendo do método usado para se calcular, das considerações tomadas e da forma como comparamos, podemos ter resultados um tanto diferentes em uma lista dos elementos mais ou menos abundantes.

Abandonado um pouco o super preciosismo podemos dizer que o metal irídio é um dos elementos com menor abundância na crosta terrestre.

O canal ‘Thoisoi2 – Chemical Experiments! está publicando uma série de vídeos sobre os elementos químicos. O primeiro que publicamos aqui, com legendas em português(!), trata do metal irídio – sua raridade e estabilidade à reações químicas. Aproveito para pedir desculpas por algum erro na precisão das legendas, pois o autor dos vídeos tem um forte sotaque russo, e as legendas foram feitas primeiro em inglês para então serem traduzidas ao português. Deixe um comentário caso encontre erros que comprometam o entendimento do assunto.

Vídeo com legendas em português. Ative a legenda usando o botão CC que aparece no vídeo.

Legenda e texto escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

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representação gráfica do interrior do planeta Terra
De acordo com a pesquisa publicada na revista Geochemical Perspectives Letters, a quantidade de enxofre presente no núcleo da Terra é cerca de 10x mais do que no seu exterior. Cerca de 8,5×10^18 toneladas – isso mesmo! – e para efeitos de comparação, esta quantidade significa 10% da massa total da (nossa) Lua.
Para realizar este estudo foi necessário utilizar métodos geoquímicos indiretos para sondar o interior do núcleo da Terra; pois é impossível investigá-lo diretamente, devido à grande profundidade da região investigada.

Por muito tempo o núcleo da Terra era conhecido basicamente por conter elementos como ferro e níquel, mas presumia-se que o núcleo conteria também elementos mais leves, como: enxofre, silício, oxigênio e carbono.

Pesquisadores dizem que quando a Terra colidiu com um imenso corpo celeste (em um passado distante), arrancando parte do nosso planeta dando origem a nossa Lua, ocorreu a fenômeno relacionado com esta grande quantidade de enxofre, pois as evidências demonstram que provavelmente o impacto da colisão derreteu parte do manto da Terra, permitindo que um líquido rico em enxofre advindo do núcleo da Terra revestisse uma vasta camada entre o núcleo e a crosta terrestre.

Paulo Savage, do Departamento de Ciências da Terra da Universidade Durham, Reino Unido, investigador deste estudo, diz: “Estimamos que a quantidade de enxofre no núcleo é muito grande, em torno 8,5×10^18 toneladas Além disso, o trabalho reforça a teoria de que a Lua foi formada durante uma colisão entre a Terra e outro corpo celeste.”

Professor Graham Pearson, co-editor da Geochemical Perspectives Letters, comenta também: “A presença e a identidade de outros elementos no núcleo da Terra tem sido um dos problemas mais duradouros em geoquímica. Savage e colegas fornecem evidências muito elegantes, usando isótopos de cobre como traçadores, da realocação de grandes quantidades de enxofre do manto primitivo da Terra para o núcleo. Assim, o núcleo acaba por ser um bom lugar para se esconder quantidades muito substanciais de outros elementos além do ferro e níquel. Este estudo certamente irá incentivar outras pessoas a persistir na busca de evidências de outros elementos no núcleo – dados que são extremamente necessários para completar a nossa compreensão de como a Terra se formou e qual é o balanço de massa geoquímico da nossa Terra.”

Fonte: Earth’s core contains lots of sulphur

Artigo original em
Copper isotope evidence for large-scale sulphide fractionation during Earth’s differentiation

Texto escrito por Bruna Lauermann.

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jipe usado na missão apollo 17
Jipe usado na Lua durante a missão Apollo 17 (1972)

A Lua normalmente era considerada como um bom exemplo de um local livre de substâncias voláteis. No entanto, a história geológica do nosso satélite natural revela um passado vibrante e com semelhanças terrestres.

Em estudo publicado recentemente na revista científica Nature Geoscience um grupo de pesquisa, liderado por Diane T. Wetzel, investigou novamente as concentrações de carbono presentes em vidro vulcânico de amostras coletadas nas missões Apollo 15 e 17. As técnicas analíticas mais modernas permitiram um aprofundamento das informações que podem ser obtidas nessas amostras, e com isso foi possível perceber que as antigas erupções vulcânicas que ocorreram na Lua foram impulsionadas também por um processo de degaseamento (saída de gases) de monóxido de carbono (CO).

Em 2008, um artigo publicado por Alberto E. Saal e colaboradores já detalhava a presença de água nesse tipo de vidro vulcânico lunar em erupções que ocorreram a 3 bilhões de anos. Além disso demonstraram a presença dos elementos flúor, hidrogênio, enxofre e cloro em níveis condizentes com magma que possui uma similaridade em concentrações de voláteis com aqueles encontrados no manto superior na Terra.

Os dados obtidos por Wetzel também indicam que a quantidade de gases liberados durante as erupções lunares foram o suficiente para criar um efeito de ‘fontes de fogo’ (fire fountain) semelhantes aos vistos em erupções vulcânicas na Terra.

“Embora mais dados ajudariam a confirmar nossa hipótese, as evidências apresentadas sugerem uma origem em comum nos voláteis na Terra e Lua, e resulta em um importante reforço nos modelos de formação e evolução lunar”, conclui o artigo.

Artigo original em
Volatile content of lunar volcanic glasses and the presence of water in the Moon’s interior.
SAAL, Alberto E. et al. – Nature, v. 454, n. 7201, p. 192-195, 2008.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

Veja também
Titânio na Lua

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escultura para o hélio
Vamos fazer um passeio, percorrendo alguns locais importantes na história do hélio. A primeira parada será na cidade de Guntur, na Índia. Foi lá, que em 18 de agosto de 1868, o astrônomo Jules Jansen identificou a presença de um novo elemento, em uma análise do espectro da luz solar. A mesma constatação foi feita pelo inglês Norman Lockyer. Mas foi Edward Frankland que confirmou os dados e propôs o nome de ´helium´ ao novo elemento, isto em homenagem ao deus grego do Sol, Helios.

A próxima parada será em Londres, na Inglaterra. Foi lá, em 1895 – 27 anos após a descoberta em Guntur – que William Ramsay conseguiu isolar o hélio em uma amostra de mineral. Provando, desta forma, que seria possível encontrar o elemento também na Terra.

A primeira extração do hélio foi realizada em maio de 1903, na cidade de Dexter, no Texas (EUA). O achado ocorreu durante uma perfuração em busca de gás natural. A análise demonstrou que o gás continha apenas uma pequena quantidade de hélio. Mas foi só em 1917 que pesquisas apontaram que o hélio teria uso em balões dirigíveis.

A crescente importância econômica do hélio, levou aos Estados Unidos a criar reservas de hélio, o que ocorreu em 1925, com a implantação de um reservatório na cidade de Amarillo no Texas. No início a reserva apenas servia para abastecer dirigíveis, mas o elemento tornou-se mais importante durante a exploração espacial e Guerra Fria; pois quando liquefeito poderia ser usado como um potente agente refrigerante.
No entanto, a instalação em Amarillo foi desativada em 1995, com a coleta e venda do gás da reserva. A cidade de Amarillo chegou até a construir um monumento em homenagem ao gás.

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Vídeo criado e gentilmente cedido por Aline Santos.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.