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As Condições de Formação das Lentes de Diamantes

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Diamantes 2. Lentes 3. Formação 4. Condições 5. Teorias de Formação 6. Minas de Diamantes 7. Nova Delimitação 8. Nova Escavação 9. Novempresas 10. Novempresários

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Vitória, quarta-feira, 14 de abril de 2010. José Augusto Gava.

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Capítulo 1 Diamantes A Físico-Química na base da formação das lentes de diamantes é a mesma daquela da formação dos panelões (ou crateras) das flechas (cometas e meteoritos), mas os resultados são bastante distintos, pois na Terra tudo depende de haver massa carbônica abaixo. Na Teoria das Flechas visualizamos apenas o lado de cima. Na Teoria dos Panelões vimos o lado de baixo, de que este texto é um acréscimo globalizante. AS MASSAS DE CARBONO (há aqui muito trabalho para os físicosgeólogos: cada forma provoca uma resposta distinta da energia cinética trazida pela flecha quando ela se transforma em energia térmica e comprime para baixo, fornecendo calor e pressão de formação dos diamantes) 1. petróleo; 2. gás; 3. carvão; 4. turfa; 5. xisto betuminoso; 6. outros. A quantidade e a qualidade das lentes formadas dependem da quantidade e da qualidade iniciais das massas de carbono: as complexas interações devem ser previstas pelos geólogos-físicos e químico-cristalográficos. Se o carbono estiver espalhado na horizontal como uma lente a lente de diamantes (chamei-a na Austrália de Grande Bacia de Vidro, porque lá existe a Grande Bacia Australiana – três dos grandes caíram por lá) se formará desse jeito e se na vertical, assemelhada a um cilindro e assim por diante. As modelações computacionais nos supercomputadores fornecerão retratos bem semelhantes. FLECHAS POSTAS SOBRE AS BACIAS PETROLÍFERAS

DETERMINANDO AS QUEDAS (veja os textos sobre a queda de flechas) DAS FLECHAS (cometas e meteoritos) 1. supergigantes; 2

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2. gigantes; 3. grandes; 4. médias; 5. pequenas; 6. pequeníssimas; 7. micro. Nas extremidades nada será formado. Pelas supergigantes (como a primordial que formou os pólos) não será porque as flechas se enterrarão no manto e constituirão, creio, os crátons. Pelos micros também não, porque não há energia suficiente. OS CINCO TIPOS DE CARBONO (o modelo diz que devem ser cinco) diamante

nanotubo

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fulereno

grafite

amorfo

Presumo que a tendência é de as quedas usarem todos os tipos conhecido como massa para a construção ou reconstrução dos diamantes, que podem ter aquele surgimento em vulcões nas profundezas, mas muito mais esta origem por pressão das flechas. 3


Capítulo 2 Lentes Bom, por quê seriam lentes? É assim que a gente imagina os depósitos de petróleo a partir dos desenhos que vemos. Pode nem ser assim, mas elas quando mostradas nos parecem convexas-convexas de um lado e do outro, ambos convexos: biconvexas. LENTES DE ÓCULOS (biconvexas)

a da direita LENTES DOS DEPÓSITOS DE PETRÓLEO (eles nunca mostraram de outro modo e eu acreditei que fossem todas assim; se são, não sei, seria preciso consultar um geólogo)

São chamadas “bacias” e os nomes colam imagens em nossas mentes, não é fácil escapar delas. 4

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BACIAS DE PETRÓLEO

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Como não são crateras ideais, e sim reais, todo ângulo de queda deve ser contado, porquanto cair para um lado pode encontrar ali montanhas, enquanto cair para o outro poderia - a percussão incisiva naquela direção-sentido - deparar com penedia e logo após água, e nesta condição o efeito seria distinto: a água ferveria, evaporaria e seria expulsa para cima, enquanto a terra não o seria, pois acabaria comprimida contra outros volumes. Há tantas variações – mesmo se nossa imaginação é tímida – que chega a ser emocionante. Toda uma nova geologia está nascendo, especialmente levando em conta que as supergigantes e as gigantes moverão as placas tectônicas, que de início correrão a grandes velocidades, depois arrefecidas. 5


AS VELOCIDADES DAS PLACAS SOB INCIDÊNCIA DAS FLECHAS

muito alta

muito baixa Por exemplo, quando o gigante caiu há 270 milhões de anos e rachou o páleo-Brasil da páleo-África a velocidade de afastamento mútuo não deve ter sido esse centímetro e meio por ano que é hoje, deve ter sido de vários metros por ano. Ou até centenas de metros, é preciso determinar, e deve haver algum modo de fazê-lo com as informações sobre fósseis. Os supergigantes não provocam aparecimento de lentes, mesmo se há bacias, porque eles vaporizam tudo mesmo, até a terra, eu creio: deve chover lava muito tempo sobre todo o planeta; ao passo que os gigantes podem ser desastrosos, mas contribuir de alguma forma; já os médios são os mais prometedores por não produzirem danos excessivos, porém só as equações e a modelação gráfica poderão dizer com maior precisão. É tanto detalhe que não fossem os avanços da super-computação não seria possível ver para além dos vislumbres mágico-artísticos anteriores, esses que são mostrados na Internet. FLECHAS DA INTERNET (é tudo muito canhestro e risível: que nós pudéssemos nos contentar com tais rudezas dá o que pensar) – como as pessoas acreditaram nessas coisas? Naturalmente os filmes – inclusive os de desenho animado – estão repletos de incongruências.

como se só houvesse essas nanicas

Nós – mesmo os tecnocientistas – nos contentamos com bem pouco.

Capítulo 3 Formação No caso da formação dos panelões (crateras, pelo lado de cima) não fazia muito sentido perguntar pelas particularidades, pois de qualquer forma seriam formadas; no caso das lentes (pelo lado de baixo) sim, pois, conforme os ângulos, mais ou menos energia é comunicada. 6

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COMUNICAÇÃO DA ENERGIA TIPO ENERGIA COMUNICADA NA VERTICAL PERPENDICULAR, a energia cinética total é comunicada para pressionar o solo 90º de cima para baixo; a compressão é tremenda, os efeitos (raríssima) em termos de modelação são maravilhosos vários ângulos de calcular a compressão: uma parte da energia empurra as 89º a 1º placas tectônicas, constituindo-se em importante mecanismo de modelação da crosta rascante, quase nenhuma energia é comunicada, exceto que a 0º atmosfera é vazada, o ar esquenta, eventualmente água é (raríssima) aspirada É fundamental colocar os programáquinas a girar as soluções em todas as instâncias. TODAS AS INSTÂNCIAS (interferência da bandeira elementar: ar, água, terra-solo, fogo-energia, vida e vida-racional) 1. coluna de ar vazada até atingir o solo; 2. água presente (se por acidente algum tivesse caído precisamente na Fossa das Marianas teria de vencer coluna de 11 km de água: embora não seja muito, tratando-se de uma flecha, ainda deve entrar nas equações); 3. solo: se caísse no alto do Everest teria uma coluna adicional de quase 9,0 km sobre o nível do mar de rocha com densidade média de 3,5 ton./m3; se caísse no deserto deveria levar em conta areia, enquanto em rochas superduras o efeito será outro; 4. energia: as estações do ano interferirão, porque o ar estará mais ou menos frio, assim como a insolação (o Sol interferirá nos gases do cometa; se estiver oculto na noite afetará menos) interferirá ou não durante a noite; 5. vida: não é só depois da queda. A Vida começou na Terra há 3.800 milhões de anos, mas só há 600 milhões de anos disparou a aceleração de montagem, significando haver mais produtos de carbono “recentemente” formados; 6. a vida racional só vem mesmo de 11 mil anos com Jericó, quase nada significa para os meteoritos e cometas. Contudo, tudo mesmo interfere. Um cisco interfere, mas interfere pouco. Há aquela história da borboleta, contudo se ela estiver na frente vai ser consumida instantaneamente sem ter a mínima chance de provocar um tufão seja lá onde for. Essa questão das flechas foi muito mal abordada, como já mostrei, e para evitar repetir toda a elaboração copiarei. FLECHANDO A TERRA Na cartilha Termomecânica da Terra. ELEMENTOS DA MATRIZ TERMEMECÂNICA DAS FLECHAS NA QUEDA (isso vale um filme, um épico; mas antes de tudo vale computação gráfica primorosa, cuidadosa) 1. a flecha pode se dividir em várias; 2. queima a atmosfera com violência, distribuindo parte da energia mesmo antes de entrar em campo; 7

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3. ao chocar-se, se for pequena dissolve-se completamente e se for grande parte se dissolve e parte entra no solo, transferindo maciçamente energia cinética, transformando-a em energia calorífica, bem como sonora; 4. acaso no solo, levanta uma quantidade incrível de poeira que vai produzir a mesma seqüência dos vulcões; se na água é pior ainda, porque junto com a terra vai chover água em todo o planeta, bem como barro, que encobre grandes porções do solo, além de pedregulhos aos milhões; 5. ondas se transferem a todo o globo, fazendo chacoalhar o núcleo interno e externo, o manto interno e interno e mais ainda a crosta; 6. em toda parte a crosta vibra, montanhas são derrubadas, rios saem do curso, mares são impulsionados à distância, dando várias voltas no globo; 7. no local as águas fervem; 8. a atmosfera entra em ebulição e percorre o globo a grandes velocidades diferenciais conforme as direções, chocando-se entre si; 9. as ondas sonoras destroem toda a vida nas redondezas, por viajarem mais depressa; 10. uma bola de luz e calor é expelida violentamente; 11. os vulcões e os supervulcões começam a estourar em toda a Terra; 12. terremotos pipocam em todas as longitudes e latitudes, solos são levantados, rios e lagos são suprimidos, oceanos deslocam-se, as linhas de costa são remodeladas, os lagoões recomeçam sua labuta, redefinem-se os lobatos; 13. tsunamis imensos, de quilômetros de altura, podem ser produzidos conforme as potências das quedas; 14. os efeitos dos vulcões fazem-se sentir, combinados que são com os da queda em si; eles pipocam aos milhares por toda a Terra; 15. o calor imenso derrete as calotas polares norte e sul e, por milênios, séculos ou décadas (conforme as potências) chove continuamente e não há mais gelo nos pólos; 16. os solos são lavados e grande parte da vida é levada aos oceanos ou vai compor uma camada de adubo nas terras emersas; os oceanos ficam barrentos por décadas; 17. a energia tremenda trazida pela flecha esquenta o planeta todo vários graus; 18. o albedo aumenta e o Sol participa do festim de misérias; 19. a crosta (se a força incidente é suficiente) racha e os continentes e placas continentais começam a se mover; 20. os efeitos combinados continuam se incrementando por milênios. Depende de a rocha do meteorito que guarda os produtos de carbono ser mais ou menos compressível, de ceder ou não à marcha da energia, das ondas geradas por esta, de haver água por perto (no interior da Terra ela seria vaporizada, formaria gás que comprimiria tudo à volta, buscando saída). Depende da profundidade do produto de carbono (vou chamar de PC). Depende de uma quantidade imensa de condições.

Capítulo 4 Condições Quem vai determinar isso? 8

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Eu, não, porque não há tempo, e em segundo lugar não possuo os conhecimentos, os instrumentos (máquinas e programas), os recursos monetários, os espaços, etc. Os candidatos, lógico, são as universidades, os institutos, os governos, as empresas interessadas. As universidades são 8,0 mil no mundo, o que é em si mesmo um poder inacreditável de processamento. Há tanta gente basicamente “à toa” nelas (fazendo pouco ou nada, criando papers imaginários para encher lingüiça e provar que o dinheiro que recebem é justificado) que pode ser quase instantânea a geração de conhecimento, uma vez descoberta a “veia”. UMA QUANTIDADE DE MODELAÇÕES (todas elas são úteis e cada uma tem utilidade diferente)

muito ligeiras (apresentam logo os resultados): prontidão

todo trânsito médio

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muito lentas (demoram, mas são precisas): significado

As situações são milhares: pode cair na hinterland, numa praia ou no mar; estar neste ou naquele ângulo de incidência; ser maior ou menor; adquirir maior ou menor velocidade; ter esta ou aquela composição; ter ou não ter água para entregar; comportar esta ou aquela dureza; encontrar mais ou menos PC em maior ou menor profundidade – enfim, são milhares de variações.

Capítulo 5 Teorias de Formação TEORIAS CORRENTES DE FORMAÇÃO (pesquisar nos livros e na Internet) – acho que os acadêmicos deveriam postar todas elas, porque de tudo podemos tirar iluminação. 9


A formação dos diamantes

A transparência de um diamante. Por Eduardo de Freitas O processo de formação dos diamantes ocorreu há milhões de anos em áreas profundas do interior da Terra, isso foi possível em decorrência da cristalização do carbono que se submeteu a altas pressões, que equivalem a 50 mil atmosferas, e intenso calor que atinge 1.650°C, esse minério é valioso por sua raridade. Segundo algumas teorias, os diamantes tiveram sua formação em chaminés vulcânicas localizadas no manto. As explosões de gases proporcionam a liberação de energia, os gases se deslocam conduzindo magma constituído de kimberlito, onde se encontra os diamantes, que são levados em direção à superfície e rapidamente sofrem resfriamento. Esse minério existe em grande quantidade na África do Sul. Como nasce um diamante

Os diamantes têm muitos milhões de anos de idade. A formação dos diamantes começou há milhões de anos atrás nas profundidades da terra quando o carbono foi cristalizado por intenso calor e pressão. Os diamantes ascenderam à superfície através de erupções vulcânicas. Mais tarde, quando as atividades vulcânicas diminuíram e a era glacial tomou lugar, os diamantes permaneceram encaixados em um magma solidificado conhecido como "blue ground" ou "kimberlite". Há tipos diferentes de minas - incluindo tubos do kimberlite e depósitos aluviais. Os diamantes encontrados em depósitos aluviais foram às vezes formados em um lugar muito distante de onde estão alojados. Através dos séculos eles têm erudido dos tubos de 'kimberlite' e então carregados, primeiramente pelas águas das chuvas e depois pelos rios. 10

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A FORMAÇÃO DO DIAMANTE O carbono é um elemento que existe em abundância na Terra. Os diamantes são produzidos a partir de carbono originário do manto terrestre e de carbono orgânico proveniente de corpos e conchas de microrganismos e algas. Este carbono foi depositado no solo e posteriormente enterrado em rochas que acabaram por ser enterradas e arrastadas para profundidades cada vez maiores através dos movimentos da crosta terrestre. A formação do diamante dá-se na presença de condições específicas. Em grandes profundidades, existe uma pressão e temperatura extremamente elevadas. Em locais situados entre 140 a 190 quilómetros de profundidades, em que as temperaturas rondam os 1100ºC e os 1400ºC temos as condições óptimas para a formação de diamantes. É um processo demorado, que pode levar milhões de anos. Durante este período de formação podem existir outros elementos que ao serem incluídos no diamante lhe conferem uma coloração específica. Existem diamantes translúcidos, amarelos, azuis e até mesmo cor-de-rosa, dependendo do elemento que está incluído no diamante. E nem todos os pontos da Terra são favoráveis à produção de diamantes visto as condições de pressão e temperatura variarem em toda a crosta. Uma outra fonte de produção de diamantes é o local de impacto de um meteoro. As altas temperaturas associadas a uma enorme pressão provocam a formação de micro diamantes. Estes diamantes são utilizados em estudos geológicos para determinar pontos de impacto de meteoros no passado através da sua presença em determinados pontos. Mas não é apenas na Terra que existem diamantes. Estes também existem em corpos celestes tendo sido encontrados diamantes provenientes de meteoros (não criados no momento do impacto). TEORIAS MENOS EVIDENTES (essas devem ser colocadas aqui)

Poderia até acontecer – embora isso nos faça rir – de um meteorito duro cair exatamente sobre outro maior e anterior e quicar, embora a energia de entrega seja tão tremenda que o mais provável é a plastificação total. De fato pode acontecer quase tudo. Tendo a Lua [38 milhões de km2 comparados com os 510 milhões da Terra: (38 x 100)/510 = 7,45 %] 30 mil crateras e sendo a área 13,4 vezes menos é de esperar encontrar na Terra 400 mil de toda espécie. Seria preciso antes de tudo definir de que tipos são as flechas (cometas e meteoritos). No caso dos cometas, em particular, vale estudar atentamente a quantidade de água que entregariam, pois isso tem um significado bastante notável no abrandamento do choque, mesmo diante das velocidades, pois ao cair e se vaporizar o gelo se transforma em água e vapor, que embate, no retorno, com as ondas subseqüentes de expansão. Imagine um meteorito pequeno caindo num pântano ou, alternativamente caindo em rocha dura. São situações totalmente díspares. Pense num outro que pode cair dentro do panelão-cratera de um anterior muito maior: pode até rachar a lente antigamente formada ou fornecer-lhe calor bastante para derreter parte dela, se isso é possível (deve ser calculado). Ou 11

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as lentes podem ser insufladas por calor vindo do manto ou o entorno de depósito pode ser derretido e a lente afundar ou isso e aquilo. Podem acontecer as coisas mais esdrúxulas, por exemplo, de uma lente já formada voltar a ser envolta em petróleo e outra flecha cair em cima ou próximo e formar outra lente em qualquer posição. Enfim, as variações potenciais são tantas que só a realidade nos encantará mais que a ficção. Acho que há bastante divertimento para as equações e os programáquinas.

Capítulo 6 Minas de Diamantes Claro que os diamantes ainda podem se formar (como devem ter sido formados em parte) nas profundezas a partir de carbono inorgânico e até terá sido assim em lugares inertes como a Lua ou Marte ou Vênus ou Mercúrio ou onde quer que seja, mas agora parece mais provável que lugares com vida tenham sido os berços preferenciais do seu surgimento. A EXPLOSÃO CAMBRIANA HÁ 600 MILHÕES DE ANOS (isso nos diz que as flechas de menos de 600 milhões desde a queda particularmente as caídas nos oceanos ou onde os lagos encapsulados de petróleo tenham se sustentado por largos prazos -, tenham dado origem às lentes maiores)

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intensidade das extinções

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vasculhar tudo isso Como é possível algo tão duro, a mais dura das pedras preciosas na escala, ter vindo principalmente da Vida? ESCOLA DE MOHS

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Escala de Mohs Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre. A Escala de Mohs quantifica a dureza dos minerais, isto é, a resistência que um determinado mineral oferece ao risco, ou seja, a retirada de partículas da sua superfície. O diamante risca o vidro, portanto, este é mais duro que o vidro. Esta escala foi criada em 1812 pelo mineralogista alemão Friedrich Mohs com 10 minerais de diferentes durezas existentes na crosta terrestre. Atribuiu valores de 1 a 10. O valor de dureza 1 foi dado ao material menos duro que é o talco, e o valor 10 dado ao diamante que é a substância mais dura existente na natureza. Esta escala não corresponde à dureza absoluta de um material, por exemplo, o diamante tem dureza absoluta 1500 vezes superior ao talco. Dureza Mineral Fórmula química 1

Talco, (pode ser arranhado facilmente com a unha)

Mg3Si4O10(OH)2

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Gipsita (ou Gesso), (pode ser arranhado com unha com um pouco mais de dificuldade)

CaSO4·2H2O

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Calcita, (pode ser arranhado com uma moeda de cobre)

CaCO3

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Fluorita, (pode ser arranhada com uma faca de cozinha)

CaF2

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Apatita, (pode ser arranhada dificilmente com uma faca Ca5(PO4)3(OH-,Clde cozinha) ,F-)

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Feldspato / Ortoclásio, (pode ser arranhado com uma liga de aço)

KAlSi3O8 14

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Quartzo, (capaz de arranhar o vidro. Ex.: Ametista)

SiO2

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Topázio, (Capaz de arranhar o quartzo)

Al2SiO4(OH-,F-)2

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Corindon, (Capaz de arranhar o Topázio)

Al2O3

Diamante, (Mineral mais duro que existe, pode arranhar qualquer outro e é arranhado apenas por C outro diamante ) A escala de dureza Mohs é usada em mineralogia, no entanto, existem outras escalas de dureza utilizadas em ciência dos materiais. • Dureza Brinell • Dureza Rockwell • Dureza Rockwell superficial • Dureza Webster • Dureza Vickers 10

É DURO E RARO (é porisso que vale tanto: poucos podem atualmente ter; se quase todo mundo puder ter no futuro quanto valerá?)

Faz furor com as mulheres: pequenos, indestrutíveis, fáceis de transportar e de converter em dinheiro, não perde valor, etc. Porisso mesmo os homens os procuram, para com eles comprar os favores das mulheres. MERCADO INTERNACIONAL DE DIAMANTES

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04 Janeiro 2010 - 09:10 Diamante azul brilha no leilão em Genebra

Acredita-se que existam apenas uns poucos diamantes azuis gigantes em todo o mundo. (Keystone) Quando o leiloeiro bateu o martelo em maio de 2009, o raro diamante azul estabeleceu um novo recorde mundial. O diamante era parte dos objetos vendidos no leilão da primavera em Genebra. O diamante de 7.03 quilates, exibindo um azul vívido, atingiu a soma de 10,5 milhões de francos suíços, 9,49 milhões de dólares. Após a magnífica venda, o responsável pela Sotheby's explicou que este foi o maior preço por quilate já pago por uma pedra preciosa num leilão. Foi a pedra mais rara a entrar no mercado internacional este ano, avaliada entre 6,8 e 10 milhões de francos suíços e vendida a um comprador anônimo, depois de uma batalha de lances entre dois clientes, via telefone, com duração de 15 minutos. David Bennett, presidente do departamento de joias da Sotheby's na Europa e no Oriente Médio, disse que os resultados mostraram a saúde do mercado, apesar da crise econômica atual. O preço recorde anterior para um diamante azul brilhante era de 8,7 milhões de francos suíços, alcançado por uma pedra de características semelhantes, pesando 6.04 quilates, vendida em Hong Kong em 2007. O novo proprietário terá o direito de batizar a sua preciosa pedra, montada em um anel de platina. Depois dos vermelhos, os azuis são os mais raros da família dos diamante. Acreditase que existam apenas uns poucos em todo o mundo. A coloração distinta das pedras azuis é devida à presença do elemento químico boro durante a formação da gema. "Estamos falando sobre uma pedra fora de série, uma verdadeira joia rara. Ela preencheu todos os requisitos em termos de raridade, qualidade e perfeição. Uma pedra extraordinária!", disse Bennett à swissinfo.ch. A mina de Cullinan A joia perfeita foi cortada de uma pedra bruta de 26.58 quilates encontrada, no ano passado, na mina Petra Diamond's Cullinan perto de Pretória (África do Sul). A mina é também o local de descoberta do maior diamante bruto já encontrado no mundo. A pedra "Cullinan" de 3.106 quilates foi achada em 1905 e, a partir dela, foi lapidado o diamante “Grande Estrela da África” com 530 quilates, que hoje faz parte da coleção “Joias da Coroa” na torre de Londres. "Um quarto de todos os diamantes do mundo com mais de 400 quilates de tamanho também foram encontrados na mesma mina, única fonte confiável dos incrivelmente raros diamantes azuis", disse Cathy Malins, porta-voz da Petra Diamonds. Segundo Malins, “as minas de Petra produzem entre dois a três milhões de toneladas de rocha ao ano; e com sorte podemos encontrar um ou dois diamantes azuis entre as pedras”. O joalheiro Gary Monnickendam levou sete semanas para lapidar a pedra final a 16

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partir do diamante bruto: duas semanas apenas olhando para ele e mais cinco cortando e polindo. "Como joalheiro, foi muito excitante, pois raramente se tem a oportunidade de lapidar um diamante azul. Esse é um raro privilégio, comparado ao ato de dar à luz! E agora, me sinto numa espécie de depressão pós-parto", declarou Monnickendam ao jornal Times Online. Preço recorde Os preços das joias mais comuns, como as encontradas em joalherias, têm caído abruptamente nos últimos meses devido à recessão. Porém, especialistas joalheiros mais experientes acreditam que colecionadores e comerciantes continuam ávidos por itens únicos, especialmente diamantes coloridos e pedras preciosas históricas. "É um mercado mundial ligeiramente diferente em termos de economia. Porém, para compradores e colecionadores de diamantes azul existem tão poucas oportunidades de encontrar um, que eles se veem obrigados a tentar adquiri-lo", disse Bennett. Em maio de 2008, um anel com um diamante azul de 3.73 quilates foi vendido por 9,2 milhões de francos suíço. Estabelecendo um novo recorde mundial de preço por quilate pago por uma pedra preciosa em leilão. "A pedra que eu vendi ano passado tinha a metade do tamanho e alcançou pouco mais de 1,3 milhões de dólares por quilate. O preço mínimo estimado para esta é de 850.000 dólares por quilate. Vamos ver até onde vai", disse Bennett antes do leilão. “Diamantes azuis atraem pessoas ávidas por algo que ninguém mais tem", acrescentou. Ao longo dos últimos anos a reputação de Genebra cresceu como um polo de espetaculares vendas de joias, especialmente pedras grandes. Em novembro de 2007, a Sotheby's de Genebra, vendeu um enorme diamante branco, impecavelmente lapidado em corte de brilhante, pesando 84.37 quilates, por 18,2 milhões de francos suíços (16,21 milhões de dólares) para o fundador da Guess Jeans, Georges Marciano. O diamante branco atingiu o um preço recorde de 191.980 dólares por quilate. Foi a segunda pedra preciosa mais cara já vendida em um leilão, somente ofuscada pelo diamante "Star of the Season" de 100.10 quilates, que alcançou 16,5 milhões de dólares na mesma Sotheby's Genebra, em maio de 1995. Simon Bradley, em Genebra, swissinfo.ch (Adaptação: Alexandre Hill-Maestrini) Grandes mineradoras desembarcam repentinamente em Mato Grosso Nas últimas semanas, pelo menos oito das maiores empresas na área de mineração no mundo, chegaram a Mato Grosso para pesquisar e explorar as jazidas de diamante, ouro, prata, cobre e zinco. A primeira notícia surgiu com a rede "Blomblerg?, especializada em economia. A Rio Tinto, terceira maior mineradora mundial, assinou um acordo com a River Diamonds, no valor de US$ 10 milhões, para pesquisar diamantes no Estado. O jornalista Najar Tubino, com exclusividade para nossos internautas e leitores, traça uma ampla radiografia desse setor da economia, que movimenta muitos bilhões, e traz informações novas sobre o que está acontecendo na área.Tubino detectou que gigantes mundiais da mineração, repentinamente, elegeram Mato Grosso como província mineral. Marcos Maciel é o responsável pela área técnica da River, no Estado, e disse esperar ter nas próximas duas a três semanas, informações mais detalhadas 17

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sobre as áreas que poderão pesquisar. A Rio Tinto tem levantamentos aerogeofísicos sobre as regiões potenciais. "Nós já pesquisamos na área de Diamantino, Arenápolis e Paranatinga", informa ele. POTENCIAL NÃO EXPLORADO Maciel trabalha na área de mineração há muito tempo e considera que Mato Grosso ainda não explorou 20% do que realmente possui, em riqueza mineral. Ele registrou o movimento das empresas especializadas no Estado: ?nos últimos três meses, oito das maiores júniors, como são chamadas os grandes internacionais, se instalaram no Mato Grosso?. O Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), distrito estadual, por intermédio do responsável, Jossi Gonçalo de Miranda, confirma a movimentação: - Nós temos muitos projetos de pesquisa em diversas regiões do Estado. E também algumas minas que entrarão em funcionamento nos próximos meses, caso da Chapada Brasil Mineração, mina de diamantes que funcionará em 60 dias, e a da Votorantim associada à Prometálica, inicia a atividade em setembro. O potencial do Estado é muito grande e aquele ?boom? do garimpo, ouro de aluvião (dos barrancos) acabou?, disse Jossi Gonçalo. ACABOU A ÉPOCA DOS PICARETAS Ouro de aluvião existe nos depósitos de cascalho, areia e argila. Os minerais agora estão no subsolo, em áreas mais profundas. Precisam de instrumentos de alta tecnologia para serem detectados e, principalmente, investimentos para a sua exploração. Para Marcos Maciel, da River - empresa inglesa, que atua no Brasil com a subsidiária São Carlos Mineração -, ?acabou a época dos picaretas, agora são as empresas especializadas, legalizadas, que atuam diretamente, com licenças oficiais, respeitando inclusive o meio ambiente?. A Votorantim-Prometálica inaugura a mina em setembro, na região de Rio Branco (Cáceres), e vai explorar jazidas de zinco, prata, ouro e cobre. Além disso, a Votarantim confiou os direitos de pesquisa à outra grande empresa, a Anglo América, para explorar uma grande mina na região de Aripuanã. Segundo Jossi Gonçalo, a expectativa é de uma jazida com capacidade para produzir 40 milhões de toneladas de zinco?. Isso tornaria o Brasil autosuficiente na produção do mineral. No mesmo local, a empresa está pesquisando ouro, prata e cobre, o que tornaria Aripuanã um Pólo Metálico. NOVA SERRA PELADA Em Juína, existem duas empresas pesquisando e explorando diamantes, mas o DNPM concedeu outras 13 permissões de lavra. Na região de Pontes de Lacerda, uma outra gigante, a Hyamana Gol, antiga Santa Elina, espera apenas a liberação para constituir uma linha elétrica, e vai abrir uma mina de ouro. A Brascam está investindo US$ 5 milhões na região de Alta Floresta pesquisando zinco, chumbo e ouro. Marcos Maciel comenta a existência de jazidas de duas, três, quatro toneladas de ouro, volume pequeno para grandes empresas, mas podem ser exploradas por outras. Não acredita em grandes jazidas, como Serra Pelada, pelo menos pesquisada até o momento. Um especialista ligado a uma empresa canadense, comentou com a reportagem do ?Página Única?, que nos próximos dias, o ?Brasil receberá a notícia de uma nova Serra Pelada?. Pode ser apenas mais uma história de garimpeiro, entretanto o que interessa ao Estado é a chegada das grandes mineradoras e a corrida para alcançar jazidas mais rapidamente. DIAMANTES 18

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A corrida atrás dos diamantes não é tão simples assim. Além da dificuldade da exploração ? áreas profundas, exigem equipamento, grandes investimentos-, não é qualquer aventureiro que entra no mercado internacional. ?As grandes produtoras já estão queimando os intermediários, interessados em apenas vender papéis (ações)?, como explica Marcos Maciel, da River Diamonds. O Brasil já foi o maior produtor de diamantes do mundo, no século XVIII (ano de 1725), foram encontrados as primeiras pedras, na região de Diamantina (MG). Hoje em dia a África do Sul domina o mercado. Cerca de 80% da produção e comércio de diamantes de todo o mundo é controlada por uma só empresa, conhecida pelos nomes de ?The Diamond Corporation? ou ?De Beers Consolidated Mines Limited?. Ela funciona como um ?sindicato? de produtores e comerciantes de diamantes. Todos os diamantes apropriados para joalheria vão para Londres e ali são reunidos em lotes. Somente um pequeno número de comerciantes (entre 250 e 300) compram os lotes. Preço mínimo varia conforme a época ? acima de 40 mil dólares. Existem bolsas vendedoras de diamantes na Holanda, na Bélgica, em Israel, que controlam todo o movimento e mantém os preços das pedras sempre estável. Najar Tubino Da reportagem É JÓIA (isso vem de milênios e está cada vez mais elaborado, com um mercado inacreditável através do mundo, com muita gente trabalhando e desenhando, fabricando e polindo, lapidando e encastoando em guardas de todo tipo: se lentes de metros de diâmetro puderem sem lapidadas o que será do mundo?)

indestrutíveis e preciosas grades douradas (com essas ofertas são arrancados trabalhos de toda espécie, inclusive os muito vis) A que profundidade estarão as novas minas? Isso não sei responder (nem saberá alguém antes das equações apontarem), mas sei dizer onde algumas se situam. ESSAS SÃO MINHAS MINAS (como se dizia antigamente; depois passou a “gatas” e agora parece que são “cachorras”, sei lá, é tudo 19

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tão estranho!) – identifiquei mais de 200 quedas em terra, porque no mar é mais difícil, por tanta lama ter sido depositada.

uma das pequenas em Afonso Cláudio, ES

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a maior de todas no topo do mundo

Capítulo 7 Nova Delimitação DE-LIMIT/AÇÃO (ato permanente de de-limitar) LÓGICA PRÁTICA TEÓRICA DIALÉTICA a-relacional relacional direta circular, de campo pensar agir No caso de ter algum valor agora temos uma teoria, que pode ser muito melhorada por técnicos e cientistas, quando não outros pesquisadores do Conhecimento (mágico-artísticos, teológico-religiosos, filosófico-ideológicos, técnico-científicos e matemáticos). EM PRINCÍPIO SÃO 400 MIL MINAS NA TERRA (na Lua são 30 mil quedas, mas de nada adiantaram, pois não havia produtos de carbono além do carbono físico-químico: portanto, mesmo que tenha sido assim formado, foi pouco e esporádico; já a parte não derivada de flechas, que foi de formação por pura pressão sistemática das profundezas, não sei que volume terá)

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Somente a determinação precisa de onde elas estão já demandará algum tempo, dependendo este de vários fatores ou multiplicadores como a urgência dos governos e das empresas, o interesse dos tecnocientistas e vários outros. O que segurará ou empurrará uns e outros? Não adianta muito teorizar, porque o mundo é muito complexo e dinâmico e a simples apresentação da teoria desencadeará volume estrondoso de respostas prontas em todo o mundo, no primeiro mundo primeiro, pois nele há maior prontidão tecnocientífica e econômico-financeira, maior organização e disposição. Pode ser que eu tenha visto aqui no terceiro mundo, Brasil, mas as primeiras respostas não emergirão daqui, nem de longe, porque há muita timidezburra, muito medo de parecer ridículo.

Capítulo 8 Nova Escavação É clássico que lugares como a África do Sul, tendo tantos diamantes, sejam bastante escavados e se encontre sempre mais, até algum limite. A pergunta é esta: como algo inquebrável pode ser quebrado? De que tamanho serão as lentes? AS MINAS DA ÁFRICA DO SUL A África do Sul em perspectiva Sector mineiro e os minerais na África do Sul A África do Sul, conhecida em todo o mundo como um autêntico poço de tesouros, abunda em recursos minerais, produzindo e detendo uma percentagem significativa dos minerais de todo o mundo. A riqueza do país tem sido construída com base nos seus vastos recursos - quase 90% da percentagem de platina no planeta Terra, 80% de manganês, 73% de crómio, 45% de vanádio e 41% de ouro. Só não temos petróleo bruto e bauxita. O país é um dos maiores produtores de metais preciosos como ouro e platina e também de bases de metal e de carvão. É o quarto maior produtor de diamantes. E os entendidos acreditam que existe ainda um potencial considerável para descobrir outros depósitos de minérios em áreas ainda não exploradas. Posição na economia 21

21


A posição da África do Sul como maior produtor de ouro do mundo - posição que manteve durante mais de um século - foi ultrapassada pela China em 2007. O ouro, outrora um pilar da economia sul africana, perdeu importância quando a economia do país se diversificou. Apesar disso, no entanto, a indústria do sector mineiro continua a ser crucial para a África do Sul, com os metais preciosos a contribuírem 65% para as receitas de exportação e 21% do total de exportações de bens em 2006. O país fornece cerca de 80% da platina de todo o mundo. O sector mineiro é, por outro lado, o maior empregador da África do Sul, com cerca de 460.000 empregados e outros 400.000 empregados distribuídos pelos fornecedores de bens e serviços à indústria. Transformação Propriedade, acesso e facilidade dos recursos minerais do país estão regulados pela Lei do Desenvolvimento dos Recursos Minerais e do Petróleo, de 2002, que reconhece a custódia do estado destes recursos. A transformação é um ponto chave no sector mineiro da África do Sul. O acesso equitativo aos recursos minerais e às oportunidades foi legislado, com significativa participação de indivíduos tradicionalmente desfavorecidas como assunto da carta de direitos da Capacitação Económica da Maioria Negra. Actualmente, mais de 70% da força laboral deste sector é negra, enquanto que menos de 5% tem posições de chefia. O Governo estipulou metas e em 2009 crê-se que todas as empresas mineiras terão 40% de posições de chefia por sul africanos outrora não favorecidos. Outras metas para os próximos 10 anos englobam a transferência de 26% de activos mineiros para empresas de proprietários negros, assegurando que 51% dos projectos mineiros futuros sejam controlados por empresas de proprietários negros. Pontos fortes Sendo um país maioritariamente mineiro, entre os pontos fortes da África do Sul estão o alto nível técnico e a competência de produção, assim como actividades de investigação e desenvolvimento bastante abrangentes. O país tem facilidades de processamento de excelente nível cobrindo aços ao carbono, aços inoxidáveis e alumínio, para não falar do ouro ou da platina. É ainda líder mundial em novas tecnologias, com um processo absolutamente revolucionário que transforma minério de ferro superfino de baixo grau em aços de elevada qualidade. Este tipo de benefício ou acrescento de valor a matérias primas antes da exportação foi classificada pelo governo como uma área em franco crescimento. Existem oportunidades lucrativas para processo a jusante referente ao ferro, aço ao carbono, aço inoxidável, alumínio, metais do grupo da platina e ouro. Líderes na indústria Duas das maiores empresas mineiras são da África do Sul. A BHP Billiton, a maior empresa mineira do mundo, surgiu de uma fusão entre a empresa sul africana Billiton e a australiana BHP. A Anglo American Plc, que tem a sua sede em Londres e uma delegação em Joanesburgo, detém várias outras subsidiárias importantes, como a Anglo Platinum, a Anglo Coal, a Impala Platinum e a Kumba Iron Ore. A empresa mineira De Beers, ela própria sul africana, é de propriedade angloamericana e um consórcio liderado pelo governo do Botswana. O maior produtor mundial de diamantes revolveu 51,1 milhões de carates em 2007. 22

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Este artigo foi actualizado em: Julho de 2008 Repórter infoSA. Fontes (websites em língua inglesa) Anexo:Lista de minas de diamante Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre. Há um número limitado de minas de diamante comercialmente viáveis atualmente em operação. Diamantes são também obtidos aluvialmente de áreas dispersas, onde são erodidos e depositados por ação da água ou de outros agentes climáticos. Há também no mínimo um exemplo de mina de diamantes não comercial (Crater of Diamonds). Lista das minas de diamantes África • Angola o Mina de diamantes Catoca o Mina de diamantes Fucauma o Mina de diamantes Luarica o Mina de diamantes Luó • Botswana o Mina de diamantes Damtshaa o Mina de diamantes Jwaneng o Mina de diamantes Letlhakane o Mina de diamantes Orapa • África do Sul o Mina de diamantes Baken o Mina de diamantes Cullinan (anteriormente "Premier mine") o Mina de diamantes Finsch o Mina Kimberley o Mina Koffiefontein o Mina de diamantes The Oaks o Mina de diamantes Venetia • Outras localizações na África o Mina de diamantes Kampangala, Congo o Mina de diamantes Murowa, Zimbábue o Mina de diamantes Williamson, Tanzânia Ásia • Rússia o Aikhal GOK o Anabar GOK o Mirny GOK o Nurba GOK o Udachny GOK América do Norte • Canadá o Mina de diamantes Diavik o Mina de diamantes Ekati o Mina de diamantes Gahcho Kue o Mina de diamantes Jericho o Mina de diamantes Kennedy Lake o Mina de diamantes Snap Lake o Mina de diamantes Victor • Estados Unidos 23

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Crater of Diamonds Oceania • Austrália o Mina de diamantes Argyle o Mina de diamantes Merlin (atualmente fora de operação) Lista de companhias mineradoras de diamante • Aber Diamond, proprietária de parte da mina Diavik. • Alrosa, operando sobretudo na Rússia. • BHP Billiton, proprietária da mina Ekati. • De Beers, proprietária de 20 minas na África e participante de inúmeras joint venture no mundo. • Debswana, uma parceria entre De Beers e o governo da Botswana. • Endiama • Namdeb, uma parceria entre a De Beers e o governo da Namíbia (primariamente, obtém os diamantes de aluvião). • Rio Tinto Group, proprietária de parte das minas Argyle, Diavik, e Murowa. • Tahera Diamond Corporation, proprietária da mina Jericho no Canadá. • Trans Hex o

24 Como as grandes lentes podem ter sido pulverizadas em tantos pedaços? Que volume deve ter uma bacia de petróleo, um depósito de hulha, um lodo preto qualquer em processo de formação para produzir pedras de tais ou quais tamanhos? Isso só emergirá dos cálculos. E quanto mais apurados forem mais se poderá atingir alguma perfeição na busca. Escavadores não querem dirigir suas máquinas custosas - que valem dezenas de milhões de dólares e consomem tanta energia quanto cidades pequenas – para quaisquer lugares, a esmo. Eles querem acertar o alvo. Embora previsões ligeiras possam ser boas na fase da “corrida do ouro”, elas não servem quando a competição se torna mais acirrada e é aqui que é valorizada a tecnociência mais avançada. Ademais, se persistir a divisão nacional, se não for constituído um governo mundial acima das picuinhas tribais, muitos problemas advirão (como traço menor, um governo poderia investir rapidamente, descobrir uma lente mesmo pequena, sobrecarregar o mercado mundial de diamantes e provocar muitos colapsos). Não é mais o mesmo mundo de antes e se isso não for levado em conta as lentes (bem como o PETRÓLEO G que descobri) podem provocar muitos colapsos e conflitos. 24


Capítulo 9 Novempresas Há panelões surpreendentes pelo tamanho, como o do Pólo Norte, que o criou e ao Pólo Sul, e outros gigantes, e há crateras ainda mais surpreendentes porque países inteiros, embora não muito grandes, certamente não os maiores, estão dentro delas. Por exemplo, a cidade inteira de Paris está dentro de um deles, enquanto outro país inteiro do antigo leste inteiro está dentro de outro. Empresas extratoras geralmente situam-se no campo, na realidade em descampados que ajudaram a des-campar, a arruinar completamente. DES-CAMPADOS (eles arruínam mesmo, sem dó nem piedade; e depois de sair da política da terra arrasada não reflorestam nem instalam lagoas, não devolvem nosso patrimônio humano de forma civilizada)

25 Se antes já era ruim, imagine as novas situações, se furor houver! Enfim, os governos vão ter de encampar a mineração das lentes e fornecer os diamantes de forma contida ou vai ser um desastre, não só pela desvalorização das pedras como principalmente porque os ambientes não seriam poupados, sendo duramente castigados. Ora, os ambientes são muito mais preciosos que quaisquer pedras.

Capítulo 10 Novempresários De antemão acho conveniente os governos erigirem leis muitos duras e brilhantes para impedir a dilapidação do novo patrimônio sob o acicate da ganância ilimitada. AS PEDRAS PRECIOSAS (as outras, das montanhas, também são, até mais preciosas, porque únicas e com bilhões de anos)

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Uma seleção de seixos de gemas polidos por abrasão em tambor cilíndrico. O seixo maior tem 40 mm de comprimento . 1 - Turquesa, 2 - Hematita, 3 - Crisocola, 4 - Olho de tigre 5 - Quartzo, 6 - Turmalina, 7 - Cornalina, 8 - Pirita, 9 - sugilite, 10 - Malaquita, 11 - Quartzo rosa, 12 - Obsidiana, 13 Rubi, 14 - Ágata muscínea, 15 - Jaspe, 16 - Ametista, 17 - Ágata azul, 18 - Lápis-lazúli

Existirem tantos achados e número tão maior de buscas, envolvendo tantas pessoas, nos diz até onde pode ir o inútil orgulho humano. A GEO-HISTÓRIA DA MINERAÇÃO DE GEMAS E CLARAS, PEDRAS PRECIOSAS E MEIO-PRECIOSAS (é tudo muito interessante, mas só para quem se interessa – como diz o povo, quem não gosta “passa batido”)

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LISTA DE PEDRAS DAS FOTOS: 1. Quartzo Rosa 2. Jade Nefrita 3. Ônix 4. Amazonita 5. Ganada 6. Turmalina preta 7. Cristal 8. Água marinha 9. Rodonita 10. Citrino 11. Quartzo Fume 12. Cristal c/ Enxofre 13. Olho de gato 14. Ametista 15. Cristal c/ Turmalina (Quartzo Grafitado) 16. Ônix 17. Jaspe 18. Ágata verde 19. Hematita 20. Quartzo Azul 21. Jaspe Marrom 22. Ágata Botswana 23. Ágata Rosa 24. Ágata Vermelha 25. Aventurina 26. Dolomita 27. Axinita Pelas dimensões da coisa toda vale bem a pena construir um romance dos achados (ou, pelo menos, dos primeiros achados) e alguma futurologia FC das 27

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demandas pós-lentes, uma espécie nova de Viagem ao Centro da Terra de Jules Verne. NOVA VIAGEM AO CENTRO DA NOVA TERRA

Obviamente estamos falando de super-programáquinas, programas muito mais avançados em máquinas muito mais avançadas, verdadeiros robôs teleguiados. E como tais pedras seriam partidas, se inteiras, eu não sei nem desejo saber porque não posso ajudar em nada, por não possuir agoraqui nem técnica nem ciência que contribua. Vitória, quinta-feira, 15 de abril de 2010. José Augusto Gava.

ANEXOS Carbono

Carbono Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre. Carbono Boro ← Carbono → Nitrogênio C 6

i Tabela completa • Tabela estendida Informações gerais Nome, símbolo, número

Carbono, C, 6

Série química

Não-metal 28

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Grupo, período, bloco

14 (IA), 2, p

Densidade, dureza

2267 kg/m3, 0,5 (grafite) e 10,0 (diamante)

Aparência

Preto (grafite) Incolor (diamante)

Propriedade atómicas Massa atômica

12,0107(8) u

Raio atómico (calculado)

70 (67) pm

Raio covalente

77 pm

Raio de Van der Waals

170 pm

Configuração electrónica

[He]2s²2p²

Elétrons (por nível de energia)

2,4

Estrutura cristalina

hexagonal Propriedades físicas

Estado da matéria

Sólido

Entalpia de vaporização

355,8 kJ/mol

Volume molar

5,29 ×10−6 m3/mol

Pressão de vapor

0 Pa

Velocidade do som

18350 (diamante) m/s a 20 °C

29

Diversos Eletronegatividade (Pauling)

2,55

Calor específico

710 J/(kg·K)

Condutividade elétrica

0,061 S/m

Condutividade térmica

129 W/(m·K)

1º Potencial de ionização

1086,5 kJ/mol

2º Potencial de ionização

2352,6 kJ/mol

3º Potencial de ionização

4620,5 kJ/mol

4º Potencial de ionização

6222,7 kJ/mol

5º Potencial de ionização

37831 kJ/mol

6º Potencial de ionização

47277,0 kJ/mol

Isótopos mais estáveis 29


iso 12

C

13

C

14

C

AN

Meia-vida

98,9%

estável (com 6 nêutron)

1,1%

estável (com 7 nêutron)

sintético

5730 anos

MD

ß-

Ed MeV

0,156

PD

14

N

Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária. O carbono (do latim carbo, carvão) é um elemento químico, símbolo C , número atômico 6 (6 prótons e 6 elétrons), massa atómica 12 u, sólido à temperatura ambiente. Dependendo das condições de formação, pode ser encontrado na natureza em diversas formas alotrópicas: carbono amorfo e cristalino, em forma de grafite ou ainda diamante. Pertence ao grupo (ou família) 14 (anteriormente chamada 4A). É o pilar básico da química orgânica, se conhecem cerca de 10 milhões de compostos de carbono, e forma parte de todos os seres vivos. Características principais O carbono é um elemento notável por várias razões. Suas formas alotrópicas incluem, surpreendentemente, uma das substâncias mais frágeis e baratas (o grafite) e uma das mais duras e caras (o diamante). Mais ainda: apresenta uma grande afinidade para combinar-se quimicamente com outros átomos pequenos, incluindo átomos de carbono que podem formar largas cadeias. O seu pequeno raio atómico permite-lhe formar cadeias múltiplas; assim, com o oxigênio forma o dióxido de carbono, vital para o crescimento das plantas (ver ciclo do carbono); com o hidrogênio forma numerosos compostos denominados, genericamente, hidrocarbonetos, essenciais para a indústria e o transporte na forma de combustível derivados de petróleo e gás natural. Combinado com ambos forma uma grande variedade de compostos como, por exemplo, os ácidos graxos, essenciais para a vida, e os ésteres que dão sabor às frutas. Além disso, fornece, através do ciclo carbono-nitrogênio, parte da energia produzida pelo Sol e outras estrelas. Estados alotrópicos São conhecidas quatro formas alotrópicas do carbono, além da amorfa: grafite, diamante, fulerenos e nanotubos. Em 22 de março de 2004 se anunciou a descoberta de uma quinta forma alotrópica: (nanoespumas) [1]. A forma amorfa é essencialmente grafite, porque não chega a adotar uma estrutura cristalina macroscópica. Esta é a forma presente na maioria dos carvões e na fuligem. À pressão normal, o carbono adota a forma de grafite estando cada átomo unido a outros três em um plano composto de células hexagonais; neste estado, 3 elétrons se encontram em orbitais híbridos planos sp² e o quarto em um orbital p. As duas formas de grafite conhecidas, alfa (hexagonal) e beta (romboédrica), apresentam propriedades físicas idênticas. Os grafites naturais contêm mais de 30% de forma beta, enquanto o grafite sintético contém unicamente a forma alfa. A forma alfa pode transformar-se em beta através de procedimentos mecânicos, e esta recristalizar-se na forma alfa por aquecimento acima de 1000 °C.

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Estruturas alotrópicas do diamante e grafite Devido ao deslocamento dos elétrons do orbital pi, o grafite é condutor de eletricidade, propriedade que permite seu uso em processos de eletrólise. O material é frágil e as diferentes camadas, separadas por átomos intercalados, se encontram unidas por forças de Van der Waals, sendo relativamente fácil que umas deslizem sobre as outras. Sob pressões elevadas, o carbono adota a forma de diamante, na qual cada átomo está unido a outros quatro átomos de carbono, encontrando-se os 4 elétrons em orbitais sp³, como nos hidrocarbonetos. O diamante apresenta a mesma estrutura cúbica que o silício e o germânio, e devido à resistência da ligação química carbonocarbono, é junto com o nitreto de boro (BN) a substância mais dura conhecida. A transformação em grafite na temperatura ambiente é tão lenta que é indetectável. Sob certas condições, o carbono cristaliza como lonsdaleíta, uma forma similar ao diamante, porém hexagonal, encontrado nos meteoros. O orbital híbrido sp¹, que forma ligações covalentes, só é de interesse na química, manifestando-se em alguns compostos como, por exemplo, o acetileno.

Fulereno-C60 Os fulerenos têm uma estrutura similar à do grafite, porém o empacotamento hexagonal se combina com pentágonos (e, possivelmente, heptágonos), o que curva os planos e permite o aparecimento de estruturas de forma esférica, elipsoidal e cilíndrica. São constituídos por 60 átomos de carbono apresentando uma estrutura tridimensional similar a uma bola de futebol. As propriedades dos fulerenos não foram determinadas por completo, continuando a serem investigadas. A esta família pertencem também os nanotubos de carbono, de forma cilíndrica, rematados em seus extremos por hemiesferas (fulerenos). Constituem um dos primeiros produtos industriais da nanotecnologia. Investiga-se sua aplicabilidade em fios de nanocircuitos e em eletrônica molecular, já que, por ser derivado do grafite, conduz eletricidade em toda sua extensão. Aplicações O principal uso industrial do carbono é como componente de hidrocarbonetos, especialmente os combustíveis como petróleo e gás natural; do primeiro se obtém por destilação nas refinarias gasolinas, querosene e óleos e, ainda, é usado como matéria-prima para a obtenção de plásticos, enquanto que o segundo está se 31

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impondo como fonte de energia por sua combustão mais limpa. Outros usos são: • O isótopo carbono-14, descoberto em 27 de fevereiro de 1940, se usa na datação radiométrica. • O grafite se combina com argila para fabricar a parte interna dos lápis. • O diamante é empregado para a produção de jóias e como material de corte aproveitando sua dureza. • Como elemento de liga principal dos aços (ligas de ferro). • Em varetas de proteção de reatores nucleares. • As pastilhas de carbono são empregadas em medicina para absorver as toxinas do sistema digestivo e como remédio para a flatulência. • O carbono ativado se emprega em sistemas de filtração e purificação da água. • O Carbono-11, radioactivo com emissão de positrão usado no exame PET em medicina nuclear. • O carvão é muito utilizado nas indústrias siderúrgicas, como produtor de energia e na indústria farmacêutica (na forma de carvão ativado) As propriedades químicas e estruturais dos fulerenos, na forma de nanotubos, prometem usos futuros no campo da nanotecnologia (ver Nanotecnologia do carbono). Os diamantóides são minúsculos cristais com forma cristalina composta por arranjos de átomos de carbono e também hidrogênio muito semelhante ao diamante. Os diamantóides são encontrados nos hidrocarbonetos naturais como petróleo, gás e principalmente em condensados (óleos leves do petróleo). Têm importante aplicação na nanotecnologia. Abundância O carbono não se criou durante o Big Bang porque havia necessidade da tripla colisão de partículas alfa (núcleos atómicos de hélio), tendo o universo se expandido e esfriado demasiadamente rápido para que a probabilidade deste acontecimento fosse significativa. Este processo ocorre no interior das estrelas (na fase «RH (Rama horizontal)»), onde este elemento é abundante, encontrando-se também em outros corpos celestes como nos cometas e na atmosferas dos planetas. Alguns meteoritos contêm diamantes microscópicos que se formaram quando o sistema solar era ainda um disco protoplanetário. Em combinação com outros elementos, o carbono se encontra na atmosfera terrestre e dissolvido na água, e acompanhado de menores quantidades de cálcio, magnésio e ferro forma enormes massas rochosas (calcita, dolomita, mármore, etc.). De acordo com estudos realizados pelos cientistas, a estimativa de distribuição do carbono na terra é: Biosfera, oceanos, atmosfera.......3,7 x 1018 mols Crosta Carbono orgânico...........................1,1 x 1021 mols Carbonatos....................................5,2 x 1021 mols Manto..........................................1,0 x 1024 mols O grafite se encontra em grandes quantidades nos Estados Unidos, Rússia, México, Groelândia e Índia. Os diamantes naturais se encontram associados a rochas vulcânicas (kimberlito e lamproíto). Os maiores depósitos de diamantes se encontram no continente africano (África do Sul, Namíbia, Botswana, República do Congo e Serra Leoa). Existem também depósitos importantes no Canadá, Rússia, Brasil e Austrália. 32

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Compostos inorgânicos O mais importante óxido de carbono é o dióxido de carbono ( CO2 ), um componente minoritário da atmosfera terrestre (na ordem de 0,04% em peso) produzido e usado pelos seres vivos (ver ciclo do carbono). Em água forma ácido carbónico ( H2CO3 ) — as bolhas de muitos refrigerantes — que igualmente a outros compostos similares é instável, ainda que através dele possam-se produzir íons carbonatos estáveis por ressonância. Alguns importantes minerais, como a calcita são carbonatos. As rochas carbonáticas (calcários) são um grande reservatório de carbono oxidado na crosta terrestre. Os outros óxidos são o monóxido de carbono (CO) e o raro subóxido de carbono (C3O2). O monóxido se forma durante a combustão incompleta de materiais orgânicos, e é incolor e inodoro. Como a molécula de CO contém uma tripla ligação, é muito polar, manifestando uma acusada tendência a unir-se a hemoglobina, o que impede a ligação do oxigênio. Diz-se, por isso, que é um asfixiante de substituição. O íon cianeto, ( CN- ), tem uma estrutura similar e se comporta como os íons haletos. O carbono, quando combinado com hidrogênio, forma carvão, petróleo e gás natural que são chamados de hidrocarbonetos. O metano é um hidrocarboneto gasoso, formado por um átomo de carbono e quatro átomos de hidrogênio, muito abundante no interior da terra (manto). O metano também é encontrado em abundância próximo ao fundo dos oceanos e sob as geleiras (permafrost), formando hidratos de gás. Os vulcões de lama também emitem enormes quantidades de metano enquanto que os vulcões de magma emitem uma maior quantidade de gás carbônico, que possivelmente é produzido pela oxidação do metano. Com metais, o carbono forma tanto carbetos como acetiletos, ambos muito ácidos. Apesar de ter uma eletronegatividade alta, o carbono pode formar carbetos covalentes, como é o caso do carbeto de silício (SiC), cujas propriedades se assemelham às do diamante. Isótopos Em 1961 a IUPAC adotou o isótopo C-12 como base para a determinação da massa atómica dos elementos químicos. O carbono-14 é um radioisótopo com uma meia-vida de 5715 anos que se emprega de forma extensiva na datação de espécimes orgânicos. Os isótopos naturais e estáveis do carbono são o C-12 (98,89%) e o C-13 (1,11%). As proporções destes isótopos são expressas em variação percentual (±‰) respeitando as normas VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite). A porcentagem de C-13 da atmosfera terrestre é 7%. A maioria das plantas apresentam valores de C-13 entre 24 e 34%; outras plantas aquáticas, de deserto, de orlas marítimas e gramas tropicais, apresentam valores de C-13 entre 6 e 19% devido às diferenças na reação de fotossíntese; um terceiro grupo, constituído pelas algas e líquens, apresenta valores entre 12 e 23%. O estudo comparativo dos valores de C-13 em plantas e organismos pode proporcionar valiosa informação relativa à cadeia alimentar dos seres vivos. Precauções Os compostos de carbono têm uma ampla variação de toxicidade. O monóxido de carbono, presente nos gases de escape dos motores de combustão e o cianeto (CN) são extremadamente tóxicos para os mamíferos e, entre eles, os seres humanos. Os gases orgânicos eteno, etino e metano são explosivos e inflamáveis em presença de ar. Muitos outros compostos orgânicos não são tóxicos, pelo contrário, são essenciais para a vida. 33

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Utilização O principal uso industrial do carbono é como componente de hidrocarbonetos, especialmente os combustíveis como petróleo e gás natural; do primeiro se obtém por destilação nas refinarias gasolinas, querosene e óleos e, ainda, é usado como matéria-prima para a obtenção de plásticos, enquanto que o segundo está se impondo como fonte de energia por sua combustão mais limpa. Recentemente tem sido considerado um dos elementos principais para o desenvolvimento da eletrônica molecular ou moletrônica. Ver também • Metano • Ciclo do carbono • Nanotecnologia do carbono • Classificação dos átomos de carbono Ligações externas • WebElements.com - Carbono • EnvironmentalChemistry.com - Carbono • It's Elemental - Carbono • Fullerenos y otros estados alotrópicos; modelos realizados por Vincent Herr. • Enciclopdeia Libre • el carbon en la vida cotidina Tabela periódica H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc Ti

Rb

Sr

Y

Cs

Ba

Gd Tb Dy Ho Er Tm

Yb

Lu Hf Ta

Fr

Ra Ac Th Pa U

Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md

No

Lr Rf Db Sg

Metais alcalinos

Metais alcalino-terrosos

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu

Lantanídios

Cr Mn Fe Co Ni Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Uut Uuq Uup Uuh

Uus

Uuo

Actinídios

V

W

Re Os Ir

Pt Au

Hg

Bh Hs Mt Ds Rg

Cp

Metais de transição

Metais representativos

Semimetais

Como funciona o ciclo do carbono por Luís Indriunas O carbono é um elemento químico presente em diversas atividades ecológicas da Terra há milhares de anos. A grande maioria dos compostos químicos existentes na atmosfera tem carbono na sua composição. Ele está na água, na terra, nos seres vivos e no ar desde o início da formação do planeta. Não é para menos que a técnica do carbono 14 é o método mais usado por arqueólogos e outros pesquisadores para datar os objetos e resíduos de antigos seres vivos encontrado em escavações. Rochas e outros sedimentos têm toneladas de carbono armazenadas. Com a revolução industrial, enormes quantidades do elemento, por meio da queima de combustíveis fósseis, têm sido expelidas para atmosfera na forma de gás carbônico, o que aumenta as conseqüências funestas do efeito estufa. Segundo o IPCC (Painel Internacional de Mudanças Climáticas), somente entre os anos de 1980 e 1998, houve um aumento de 65% das emissões de CO2 no planeta. Para entender o vai-e-vem do carbono, é importante ter em mente como ele é absorvido e expelido. A principal fonte de absorção de carbono são as plantas, através da fotossíntese, por isso, a importância que é dado hoje ao reflorestamento para a neutralização do carbono. O carbono absorvido em parte volta para a atmosfera, mas a quantidade maior é usada pela planta durante seu ciclo de vida. Os oceanos também abosorvem este elemento químico. Enquanto apenas as plantas e os oceanos absorvem o carbono, vários outros fatores emitem o carbono. É o caso das fábricas, dos automóveis, das árvores queimadas, dos 34

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incêndios, dos vulcões e dos seres vivos em geral, seja o homem ou o gado.

Carbono

35 6 12,01115 4.830 3.727 2,26 ±4,2 C Carbono

Amostras de carbono. Conhecido pelo homem pré-histórico sob as formas de carvão vegetal e negrode-fumo (material empregado em pinturas de cavernas), o carbono se apresenta também em dois estados elementares cristalinos: como diamante, sua forma mais preciosa, e como grafita, empregada desde a antiguidade na fabricação de lápis. A 35


maior importância do carbono, no entanto, vem do fato de toda matéria viva ser formada de combinações desse elemento. Carbono é um elemento não-metálico, pertencente ao grupo IVa do sistema periódico, cujo símbolo químico é C e o número atômico, 6. Caracteriza-se por apresentar diferentes estados alotrópicos e participar de todas as substâncias orgânicas. Além das formas cristalinas — diamante e grafita —, os carbonos fósseis de vegetais constituem outra forma de carbono elementar que aparece na natureza, mesclado com outros elementos. Nesses casos, a proporção de carbono pode chegar à cerca de noventa por cento, como no antracito, o carvão fóssil de origem mais antiga. Os compostos minerais de carbono, como o calcário (carbonato de cálcio) e a magnesita (carbonato de magnésio), constituem cerca de 0,2% da crosta terrestre. O petróleo e o gás natural são misturas de hidrocarbonetos — compostos orgânicos constituídos de carbono e hidrogênio — e formam grandes bolsas em alguns pontos do subsolo. Sua origem são os restos vegetais e animais de épocas geológicas remotas, que ficaram recobertos por estratos durante a evolução da crosta terrestre. Propriedades físicas e químicas: O diamante, incolor e transparente em estado puro, é o corpo natural mais duro que se conhece. Possui densidade de 3,5g/ml, elevado índice de refração e não conduz eletricidade. A grafita, negra e untuosa ao tato, apresenta uma estrutura em finas lâminas que se cristalizam segundo o sistema hexagonal (um dos sete modelos possíveis de formação de cristais), diferentemente do diamante, que se cristaliza no sistema cúbico. Além disso, a grafita é boa condutora de calor e de eletricidade. As variedades amorfas de carbono são de cor negra intensa e não condutoras. As duas características químicas fundamentais do elemento são a tetravalência, em virtude da qual cada um de seus átomos pode unir-se com outros quatro, e sua capacidade de estabelecer ligações covalentes — de elétrons partilhados — entre os próprios átomos de carbono. Em conseqüência dessas propriedades, o número de compostos do carbono é vinte vezes superior ao das combinações que não contêm esse elemento. Compostos orgânicos: A maior parte dos compostos de carbono conhecidos são substâncias orgânicas, isto é, compostos de carbono e hidrogênio, este chamado elemento organizador. Na verdade, a criação dessa disciplina, separada da química inorgânica, é anterior a 1828, ano em que o alemão Friedrich Wöhler sintetizou a uréia em laboratório, derrubando a convicção de que as substâncias orgânicas só podem ser produzidas por organismos vivos. Os compostos orgânicos e inorgânicos distinguem-se por suas propriedades, como a solubilidade e a estabilidade e, sobretudo, pelo caráter das reações químicas de que participam. Os processos reativos dos compostos inorgânicos são iônicos, praticamente instantâneos e simples. Nos compostos orgânicos esses processos são não-iônicos, lentos e complexos. Entende-se por reação iônica aquela em que intervêm átomos ou agregados atômicos com carga elétrica, seja positiva ou negativa. As substâncias orgânicas contêm poucos elementos, em geral de dois a cinco. Além de carbono e hidrogênio, integram os compostos orgânicos o oxigênio, o nitrogênio, os halogênios, o enxofre e o fósforo. Outros elementos menos abundantes também fazem parte dos compostos orgânicos naturais ou preparados em laboratório. 36

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Compostos inorgânicos: Além dos mencionados compostos orgânicos, o carbono forma também compostos inorgânicos, entre os quais se destacam, por suas aplicações, o sulfeto de carbono (CS2), empregado como matéria-prima na indústria têxtil para obtenção de fibras sintéticas; o carbeto de cálcio (CaC2), primeiro elo de numerosos processos de síntese na indústria química; e o carboneto de silício (CSi), quase tão duro como o diamante, que faz parte dos componentes das pedras de afiar e esmeris utilizados para trabalhar metais. Os óxidos de carbono mais importantes são o monóxido de carbono (CO) e o dióxido de carbono, ou gás carbônico (CO2). O primeiro, que resulta da combustão de carbono ou compostos orgânicos carbonados, é um gás tóxico. O dióxido de carbono participa da composição da atmosfera e encontra-se também nos mananciais de águas gasosas. Outro grupo de combinações carbonadas é constituído pelos sais de ácido carbônico, os carbonatos e os bicarbonatos, de grande solubilidade. Esses compostos se liquefazem à temperatura ambiente e conservam-se em estado líquido. Formam o chamado gelo seco (anidrido carbônico sólido), material utilizado em refrigeração e conservação, assim como no transporte de frutas. Ciclo do carbono na natureza: Os ciclos do carbono e do oxigênio na natureza são processos fundamentais na transformação constante das substâncias orgânicas que constituem a biosfera, ou seja, o ambiente em que se desenvolvem os fenômenos biológicos. Na primeira etapa do ciclo, a fotossíntese, as partes verdes das plantas absorvem o dióxido de carbono atmosférico e o fazem reagir com a água. Para isso, servem-se da luz solar e da presença de clorofila. Formam-se assim compostos de carbono complexos, que vão constituir a própria estrutura dos vegetais, com liberação de oxigênio. Esse gás, que passa ao ar, é utilizado na respiração de bactérias e animais, em que se registra o processo inverso — captação de oxigênio e desprendimento de dióxido de carbono — com o que se encerra o ciclo. O ciclo do carbono, com seus elementos de transformação — vegetação em geral — é extremamente importante porque, graças a ele, assegura-se a continuidade do equilíbrio ecológico vital. Tanto é assim que o dióxido de carbono presente na atmosfera de todo o globo se esgotaria em apenas 25 anos se não fosse recomposto pelos processos de respiração bacteriana e animal, que mantêm seus índices em níveis constantes e, em conseqüência, preservam as condições básicas para a vida na Terra. Aplicações: Os diamantes, sejam pedras incolores ou de matizes especiais, rosado, azul ou verde, são apreciados em joalheria. Se imperfeitos, como as pedras cinzentas ou negras, se empregam para lapidar ou polir outras pedras finas. Já a grafita é empregada para fabricar lápis, cadinhos e eletrodos, e também em galvanoplastia, procedimento eletroquímico para obtenção de objetos metálicos ocos. Utilizam-se os diversos tipos de carvão como combustíveis e em centrais térmicas. A hulha betuminosa é fonte de produtos químicos, como amoníaco, fenol, benzeno e alcatrão, importantes matérias-primas no fabrico de corantes, plásticos e explosivos. O carvão vegetal, produto poroso obtido da destilação seca da madeira, além de combustível é também absorvente, e por isso muito utilizado em refinarias de açúcar e em máscaras contra gases, cujo filtro de carvão vegetal retém os gases tóxicos. O poder absorvente é menor no carvão animal ou carvão de ossos. A variedade de carvão conhecida como negro-de-fumo, que se obtém na combustão de gás natural, petróleo, alcatrão ou óleo, com quantidades limitadas de ar, é uma 37

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das variedades mais puras de carbono amorfo, já que contém cerca de 98,6% do elemento. Utiliza-se no fabrico de tinta de impressão, graxas e esmaltes negros. O carbono tem também aplicação fundamental na siderurgia. Nas fundições é empregado em forma de coque, produto da combustão limitada de hulha, ou de carvão vegetal, como redutor na obtenção de ferro no alto-forno. Assim, o aço é ferro que contém proporções variáveis de carbono, capaz de endurecer ao resfriarse rapidamente pelo processo conhecido como têmpera. Eliminam-se primeiro o excesso de carbono e outras impurezas do ferro de fundição, para depois acrescentar a proporção desejada de carbono e outros elementos. Outra interessante utilização do carbono é a datação em geologia ou arqueologia. O átomo cujo núcleo tem seis prótons e seis nêutrons é conhecido como carbono 12. Na atmosfera terrestre encontra-se também o carbono 14, isótopo radiativo do carbono, cujo núcleo tem dois nêutrons a mais. O carbono 14 origina-se da ação da radioatividade cósmica. Como os seres vivos assimilam os elementos da atmosfera, contêm em seu organismo, enquanto vivem, uma proporção de carbono 14 igual à da atmosfera. Ao morrerem, deixam de trocar matéria com o meio e o carbono 14 começa a se desintegrar em seus restos, transformando-se em seu isótopo comum. Desse modo, ao fim de 5.600 anos, a proporção de carbono 14 fica reduzida à metade. Determinado o conteúdo de carbono 14 de um fóssil, pode-se calcular com relativa precisão de que época ele data. Esse método, porém, não é aplicável a antiguidades superiores a 25.000 anos, tempo de desintegração total do carbono 14. As principais jazidas de diamantes encontram-se na África do Sul, Brasil, Venezuela e Índia. A grafita é mais dispersa: os maiores depósitos acham-se na Coréia, Alemanha, México, Áustria, República Tcheca, Sri Lanka e Madagascar. Quanto às bacias carboníferas, estão distribuídas desigualmente no mundo inteiro. Propriedades físicas e químicas do carbono: Número atômico:

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Peso atômico:

12,011

Ponto de fusão:

3.550º C

Ponto de ebulição:

4.287º C Densidade:

grafita:

3,52g/ml

carbono:

2,25g/ml

Estados de oxidação:

+2, +3, +4

Configuração eletrônica:

2-4 ou 1s22s22p2

FORMAÇÃO DO PETRÓLEO Quissamã - Bacia de Campos A Bacia de Campos é a maior produtora de petróleo no Brasil. Ela se assenta sobre rochas de aproximadamente 2 bilhões de anos de idade, como as que vemos aqui nos costões rochosos da Praia de Cavaleiros. Estas rochas formam o que denominamos embasamento e são as mais antigas da região. A Bacia de Campos foi formada pelo processo que separou a América do Sul da África e criou o Oceano Atlântico, iniciado há cerca de 130 milhões de anos. Para um melhor entendimento da bacia, os geólogos separam sua evolução em estágios que mostram as grandes mudanças ambientais ocorridas durante o passado geológico, conforme descrito a 38

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seguir. ESTÁGIO 1 Quando Quissamã Não Tinha Praia - Há 150 milhões de anos, a América do Sul e a África estavam unidas fazendo parte de um supercontinente chamado Gondwana. Nesta época a praia mais próxima da atual região do norte fluminense encontravase a mais de 2.000 km de distância. Onde hoje vemos belas praias, como Búzios, Macaé e Rio das Ostras, havia um grande planalto na região central desse megacontinente.

Dinossauros, Terremotos e Vulcões - Sobre este planalto passeavam os grandes dinossauros até que, no final do Período Jurássico, terríveis cataclismas começaram a se abater sobre essas terras. Em torno de 130 milhões de anos atrás, poderosos esforços no interior da Terra iniciaram o processo de ruptura do Gondwana, separando o Brasil da África. Imensas quantidades de lava vulcânica extravasaram, espalhando-se desde o Espírito Santo até o Uruguai. ESTÁGIO 2 Uma Época de Lagos e Lagoas - Há 120 milhões de anos, o antigo planalto já havia se fragmentado. Formaram-se depressões que foram preenchidas inicialmente por lagos de água doce. Por volta de 115 milhões de anos atrás, o ambiente desses lagos, já em condições salobras, se tornou favorável a um intenso desenvolvimento de algas.Conchas se multiplicavam às suas margens. A abundante acumulação de restos vegetais no fundo do lago deu origem à rocha rica em matéria orgânica, que gerou o grande volume de petróleo descoberto na bacia. ESTÁGIO 3

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O Nascimento de um Oceano - O mar invade a depressão entre África e Brasil por volta de 112 milhões de anos atrás, formando um longo golfo que se estendia desde Santa Catarina até Alagoas. O clima árido com evaporação intensa tornava estas águas uma verdadeira salmoura, depositando espessas camadas de sal. Com o peso dos sedimentos o sal, que sob pressão é muito maleável, deformou-se. Este evento foi muito importante na produção de armadilhas que aprisionaram o petróleo em alguns dos atuais campos produtores. ESTÁGIO 4 O Caribe Era Aqui - Em torno de 105 milhões de anos atrás, houve uma invasão mais efetiva da água do mar sobre o continente. Desenvolveram-se extensos bancos de areias carbonáticas (areia com algas calcárias) em um mar raso, de águas límpidas e mornas, semelhantes ao Caribe atual. Essas areias deram origem aos calcarenitos, que são as rochas que funcionam como reservatórios de óleo nos campos de Pampo e Garoupa, dentre outros descobertos pela PETROBRAS.

ENQUANTO ISSO, NO MAR PROFUNDO ...

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ESTÁGIO 5 Avalanches Submarinas - Com o afastamento entre Brasil e África, a bacia sedimentar se torna cada vez mais profunda. Por volta de 90 milhões de anos atrás, o fundo do jovem oceano Atlântico passou a receber violentas descargas de sedimentos trazidos nas grandes enchentes dos rios, produzindo correntes turbulentas que escavaram canyons e despejaram extensos depósitos arenosos, chamados turbiditos, em águas profundas. Esses turbiditos são as rochas produtoras de óleo nos campos gigantes de Marlim, Albacora e Roncador. As figuras acima apresentam um esquema de como estes depósitos se formaram. O QUE É UMA BACIA SEDIMENTAR? Uma bacia sedimentar é uma depressão na superfície terrestre onde é possível acumular sedimentos em sucessivas camadas que, posteriormente, vão formar as rochas sedimentares. A formação inicial da depressão é disparada por forças provenientes do interior da Terra, chamados esforços tectônicos. Na evolução geológica da bacia sedimentar, o preenchimento por sedimentos varia de acordo com os diversos tipos de ambientes que se sucedem, como rios, lagos, deltas (encontro das águas dos rios com o mar), praias, mar raso, mar profundo, etc. A reconstituição dos antigos ambientes é a base para entender a evolução da bacia (como mostrado nos estágios de evolução acima). Pela sua complexidade natural e muitas vezes pela falta de registro preservado de algumas épocas de sua evolução, pode ser muito difícil reconstituir-se um paleoambiente (ambiente do passado). Para facilitar tal entendimento, os geólogos utilizam algumas formas para representação da disposição das rochas em uma bacia sedimentar. A seção geológica da Bacia de Campos apresentada abaixo mostra como estão representadas as diferentes rochas e estruturas geológicas (falhamentos e dobramentos) em um perfil que segue desde próximo ao continente (esquerda) até o fundo do oceano (direita). Seção geológica esquemática da Bacia de Campos, entre a plataforma continental e região de águas profundas.

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AS BACIAS SEDIMENTARES E O PETRÓLEO: DA FORMAÇÃO ATÉ A EXPLORAÇÃO Para que ocorra a formação do petróleo é necessária a deposição e preservação de matéria orgânica nas bacias sedimentares (principalmente restos de plantas e bactérias). Esta matéria orgânica terá, então, que passar por um processo chamado maturação - espécie de cozimento para que possa se transformar em petróleo. Este processo tem que ocorrer em condições especiais de temperatura, pressão e tempo geológico (em milhões de anos). A rocha rica em matéria orgânica que forma o petróleo é chamada de rocha geradora. Após sua geração, é necessário que o óleo migre e seja armazenado em outras rochas, chamadas rochas reservatórios. E por fim, para que ele fique aprisionado e não se perca até o momento da exploração, precisa existir uma rocha impermeável ou uma estrutura geológica de forma a reter a acumulação. Esse modelo é ilustrado na figura ao lado.

42 As fotografias abaixo ilustram dois importantes tipos de rochas reservatório da Bacia de Campos. As áreas em azul representam os poros - espaços vazios entre os grãos de minerais que são preenchidos por petróleo. O volume de poros é uma característica muito importante em uma rocha reservatório, chamada de porosidade, pois determina a quantidade de petróleo que ela pode armazenar.

otografia de uma rocha denominada arenito, visto em microscópio. Em sua composição encontramos três tipos de minerais muito comuns: o quartzo, o feldspato e a mica. 42


Este outro tipo de rocha é chamada calcarenito. Ela é formada por grãos de carbonatos que foram arredondados pela ação das ondas em um ambiente de praia. “A Terra levou alguns bilhões de anos para construir as rochas, os minerais, as montanhas e os oceanos. Proteja esta obra-prima! “ Elaboração: Ricardo Defeo de Castro e Webster U. Mohriak (PETROBRAS); Felipe Medeiros e Kátia Mansur (DRM-RJ). Colaboração: Eliane Guedes, Paulo Guimarães (DRM-RJ) Coordenação: Kátia Mansur, Eliane Guedes e Flavio Erthal (DRM-RJ). Principais Figuras: Dados da Petrobras, Geosat e outros parceiros. Agradecimentos: J. B. L. Françolin, C. Bentz, C.S. Pontes, R. J. Jahnert, P. M. Magalhães, L. Arienti, M. Hanashiro, M. P. Franco, R. Schmitt, A. L. R. Rosa, A.T. Dias, L. H. Blower, F. Nepomuceno Filho e G. O. Estrella.

POR ENQUANTO O ÚNICO PAPEL DAS QUEDAS PARECE SER EXTINGUIR DINOSSAUROS

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O meteorito contra-ataca: teorias competem pela extinção dos dinossauros Com informações de agências - 05/03/2010

Cientistas de 12 países revisaram todas as pesquisas científicas feitas nos últimos 20 anos para tentar determinar a teoria que detém os melhores argumentos para explicar as causas da extinção dos dinossauros.[Imagem: Science] Teorias sobre a extinção dos dinossauros Durante 30 anos vigorou uma teoria que defende que o impacto de um meteorito um asteroide que se choca contra a superfície da Terra - ocorrido na região que hoje é o México, teria sido responsável pelo desaparecimento dos dinossauros, há 65 milhões de anos. Mais recentemente, um grupo de pesquisadores descobriu uma super cratera de impacto nas costas da Índia, que teria provocado um cataclismo inimaginável e que, ela sim, seria a responsável pela extinção dos dinossauros. A cratera de Chicxulub, no México, que até então detinha a fama sozinha pela extinção dos dinossauros e da maior parte da vida na Terra na ocasião, levou outro impacto de um estudo que comprovaria que a cratera teria sido criada 300 mil anos antes da extinção dos dinossauros. Há ainda outras teorias, como a possibilidade de que a extinções dos grandes répteis pré-históricos ter sido causada por erupções vulcânicas. 43


Asteroide destruiu os dinossauros Agora, um grupo de 41 cientistas de instituições de 12 países fez uma revisão de todas as pesquisas científicas feitas ao longo dos últimos 20 anos de modo a tentar determinar qual corrente de pensamento detém os melhores argumentos para explicar as causas da extinção dos dinossauros e de mais da metade de todas as outras espécies que viviam na Terra. Um estudo de revisão não é uma pesquisa nova. Ele consiste em uma análise metódica e criteriosa dos estudos já feitos sobre o tema, de modo a avaliar o rigor e a capacidade explicativa de cada um. O estudo, que está sendo publicado na edição desta sexta-feira da revista Science, conclui que o impacto ocorrido no México foi mesmo o responsável pela extinção em massa no fim do período Cretáceo. Segundo os cientistas, há provas suficientes não apenas para apoiar a teoria do asteroide, mas também para descartar outras teorias vigentes sobre a extinção. Esfriamento da Terra A revisão sugere que o asteroide tinha 10 km de diâmetro e atingiu a Terra a uma velocidade de cerca de 20 quilômetros por segundo. O impacto teria ocorrido na região da península de Yucatán e teria liberado um milhão de vezes mais energia do que qualquer bomba atômica já testada. Dados obtidos por meio de imagens de satélite indicam que a cratera de Chicxulub, que tem 200 quilômetros de diâmetro, seria o local exato do impacto. Segundo os pesquisadores, o impacto liberou grandes quantidades de água, poeira, gases e partículas de carboneto e fuligem, o que teria causado um bloqueio da luz solar e o consequente esfriamento da Terra. Ainda de acordo com os cientistas, a grande quantidade de enxofre liberada pela colisão contribuiu para a formação de chuvas ácidas na terra e nos oceanos e também teria tido um efeito na queda de temperatura. Terremotos, tsunamis e incêndios "O impacto de Chicxulub foi uma perturbação extremamente rápida dos ecossistemas da Terra, numa escala maior do que qualquer outro impacto conhecido desde que a vida surgiu na Terra", disse Sean Gullick, um dos autores do estudo. Além dessas consequências, os cientistas ainda fizeram simulações em laboratório e revisões de estudos anteriores para afirmar que o impacto do asteroide ainda teria causado terremotos, tsunamis e incêndios. "O impacto causou um tsunami muitas vezes maior do que a onda que se formou no Oceano Índico e atingiu a Indonésia em dezembro de 2004", afirmou o geólogo marinho Tim Bralower, da Universidade da Pensilvânia, que participou do estudo. "Essas ondas causaram uma destruição massiva no fundo do mar", afirmou. De acordo com os cientistas, além de ter provocado a extinção dos dinossauros, a colisão causou o desaparecimento de cerca de 70% de todas as espécies que habitavam a Terra na época. O fenômeno foi tão catastrófico que a maior parte da vida extinta teria sumido em questão de dias. Irídio O estudo sugere que um dos argumentos mais fortes que apoiam a teoria, além da escala do impacto do asteroide no solo terrestre, seria uma camada de argila encontrada em diversas amostras de solo do período Cretáceo e Paleogeno e estudada desde 1980 após ter sido descoberta pelo geofísico Luiz Alvarez. Essa camada é rica no elemento irídio, abundante em asteroides e cometas, mas dificilmente encontrado em grandes concentrações na superfície da Terra. 44

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Além disso, a camada ainda possui uma faixa de cerca de um metro onde não há fósseis de dinossauros ou de outros animais, o que poderia indicar um desaparecimento repentino. Segundo os cientistas, essa camada de argila é encontrada em todos os sítios com amostras da fronteira entre os períodos Cretáceo e Paleogeno no mundo, o que demonstra que o fenômeno foi "realmente global". Extinção das teorias De acordo com o estudo, nenhuma outra teoria existente sobre o fim dos dinossauros remete à extinção em massa de espécies entre esses dois períodos de maneira tão global quanto a do impacto do asteroide ou apresenta mecanismos para explicar como houve uma mudança biótica tão abrupta. A principal razão que levou os cientistas a concluir que a causa foi o impacto e não a série de erupções ocorridas na Índia no mesmo período foi o tempo. As erupções duraram cerca de 1,5 milhão de anos e, segundo os autores, os registros geológicos indicam que a extinção, que destruiu ecossistemas terrestres e marinhos, foi muito rápida. Ou seja, o meteorito em Chicxulub seria a única explicação plausível, dentre as disponíveis atualmente. "Combinando todos os dados disponíveis de diferentes disciplinas científicas nos levam a concluir que o impacto de um asteroide há 65 milhões de anos no que hoje é o México foi a principal causa de extinções massivas", disse Peter Schulte, que liderou o estudo. Domínio dos mamíferos "Temos, agora, grande confiança de que o asteroide foi a causa da extinção do Cretáceo-Terciário. O impacto provocou incêndios de grande escala, terremotos com mais de 10 pontos na escala Richter e deslizamentos de dimensões continentais, que, por sua vez, causaram tsunamis", disse Joanna Morgan, do Imperial College London. "Entretanto, o prego final no caixão dos dinossauros foi o material ejetado em alta velocidade na atmosfera. O resultado foi que o planeta ficou no escuro, levando a um inverno global e matando muitas espécies que não conseguiram se adaptar a esse ambiente infernal", disse. "Ironicamente, enquanto esse dia marcou o fim do reinado de 160 milhões de anos dos dinossauros, acabou sendo um grande momento para os mamíferos, que até então viviam sob a sombra dos grandes répteis. A extinção foi um momento crucial na história da Terra, ultimamente abrindo caminho para que os humanos se tornassem a espécie dominante no planeta", destacou Gareth Collins, também do Imperial College London. A discussão continua Segundo Schulte, apesar das provas, dificilmente a discussão sobre o desaparecimento dos animais será interrompida pelo resultado dessa revisão. "Nós desenvolvemos um caso forte, mas as discussões vão continuar. Eu acredito que isso é basicamente ciência e nunca podemos dizer nunca," afirmou. Bibliografia: The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary Peter Schulte et al. Science 5 March 2010 Vol.: 327. no. 5970, pp. 1214 - 1218 DOI: 10.1126/science.1177265 45

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Combustíveis fósseis não são 'fósseis' 05 December, 1999 5/dez/99 (AER) - Em tempos como o atual em que o barril de petróleo quase triplica de preço em menos de um ano, nada mais oportuno que apresentar aos nossos leitores um sumário da hipótese do renomado astrofísico Thomas Gold, da Universidade Cornell (EUA), apresentada em seu último livro, The Deep Hot Biosphere (New York, Copernicus, 1999, 235 p.; em tradução literal, "A profunda biosfera quente"). A tese exposta no livro é simples: os hidrocarbonetos existem no Universo desde o princípio dos tempos e são parte do processo de formação planetária. Seus constituintes, hidrogênio e carbono, foram originados na "sopa primordial" da qual se formou a Terra. O metano e o petróleo terrestres, diz Gold, são abiogênicos, ou seja, de origem não-biológica, contrariando a tese atualmente aceita de que os hidrocarbonetos se dissociaram nos tempos primitivos devido às altas temperaturas verificadas durante a formação do planeta. Terá razão Thomas Gold? Combustíveis fósseis não são "fósseis" Paul Sheridan (*) O astrofísico Thomas Gold, da Universidade Cornell (EUA), acaba de lançar o seu último livro, The Deep Hot Biosphere (New York, Copernicus, 1999, 235 p.; em tradução literal, "A profunda biosfera quente"), o qual marca o cume de uma brilhante trajetória profissional de mais de 50 anos. Gold foi fundador e diretor do Centro de Radiofísica e Pesquisa Espacial, chefe do Departamento de Astronomia da universidade e é autor de mais de 280 trabalhos nas áreas da cosmologia, zoologia, física e astronomia. A tese exposta no livro é simples: os hidrocarbonetos existem no Universo desde o princípio dos tempos e são parte do processo de formação planetária. Seus constituintes, hidrogênio e carbono, foram originados na "sopa primordial" da qual se formou a Terra. O metano e o petróleo terrestres, diz Gold, são abiogênicos, ou seja, de origem não-biológica. Ao contrário da tese atualmente aceita, Gold diz que os hidrocarbonetos não se dissociaram nos tempos primitivos devido às altas temperaturas verificadas durante a formação do planeta. A ciência geológica atual, diz ele, afirma que as temperaturas não eram altas o suficiente, especialmente quando as altas pressões verificadas nas grandes profundidades do planeta são levadas em consideração. Gold argumenta que fontes de hidrocarbonetos podem ser encontradas a grandes profundidades abaixo da superfície, não de poucos quilômetros, mas de centenas de quilômetros. Estas fontes profundas de hidrocarbonetos ainda estão ativas, "bombeando" enormes volumes de petróleo e metano através das descontinuidades (fraturas etc.) da crosta terrestre, até os estratos sedimentares situados a pouca profundidade. É aí que as sondas de perfuração atingem os hidrocarbonetos que ficaram aprisionados em reservatórios, diz ele. Estes hidrocarbonetos não seriam oriundos da decomposição de vegetais pré-históricos eles já estariam lá antes mesmo que a vida ocorresse no planeta. Gold discute o resultados mais recentes das pesquisas espaciais, em que ele tem tido uma ativa participação, os quais confirmam a presença de hidrocarbonetos em corpos celestes sem vida, como luas, asteróides, cometas e, naturalmente, os 46

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gigantes gasosos Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. De fato, a coloração azul de Urano se deve ao metano (considerado um combustível fóssil) presente em sua atmosfera. Como diz ele: "Estou certo de que não há grandes pântanos estagnados em Titã ou Plutão." Para apoiar a teoria abiogênica, Gold enumera vários argumentos: 1) Os padrões geográficos que emergem dos campos petrolíferos exibem estruturas geológicas que correspondem às estruturas mais profundas. Isto está em flagrante contraste com a deposição aleatória constatada entre a vida superficial e seus fósseis subseqüentes, nos quais tais padrões nunca foram observados. 2) Os hidrocarbonetos de um dado campo petrolífero não exibem alterações químicas conforme aumenta a profundidade de sua extração. Porém, o mesmo não ocorre com os fósseis acima deles, cujas "assinaturas" biológicas mudam constantemente, relacionando-se a períodos geológicos específicos. 3) Encontram-se hidrocarbonetos em áreas geográficas onde a massa de organismos pré-históricos que ali existiram jamais poderia dar origem ao volume de hidrocarbonetos nelas encontrado. A maior parte dos organismos superficiais se compõe de 90% de água e 10% de compostos orgânicos. Assim, mesmo que estes 10% fossem inteiramente convertidos em "combustíveis fósseis", o resultado sequer chegaria perto da massa de hidrocarbonetos extraída nos últimos 130 anos. 4) Devido à consistência dos hidrocarbonetos, o uso de elementos-traços pode identificar a sua origem geográfica. 5) Muitos dos reservatórios de petróleo existentes estão reenchendo - por baixo! Gold explica: "O fenômeno dos reservatórios de petróleo que parecem reencher tem sido observado em vários lugares, em especial no Oriente Médio e ao longo da costa do Golfo do México, nos EUA. Vejo estas ocorrências como fortes evidências em apoio à teoria do gás das profundezas terrestres." O caso do carbono A vida como a conhecemos se baseia nas propriedades químicas do carbono. Embora se discuta que o silício é outro elemento que pode fornecer uma base para a vida, a vida baseada no carbono é tudo que observamos até agora. Assim, o conhecimento da origem, quantidade e o ciclo do carbono é fundamental para uma compreensão completa da vida na Terra. Como se sabe, certas variações químicas do carbono são também cruciais para a preservação da vida. Nas áreas terrestres e oceânicas, encontram-se rochas sedimentares que contêm grandes quantidades de materiais químicos baseados no carbono, chamados compostos carbonáceos. Oitenta por cento deste material contém oxigênio (p.ex., o carbonato de cálcio, mais conhecido como calcário) Os restantes 20% nãooxigenados são compostos de hidrocarbonetos - petróleo, carvão e metano. Há também uma reduzida fração de detritos biológicos ainda não decompostos, que é incluída no conteúdo de carbono do estrato sedimentar referido. Os compostos carbonáceos são também encontrados na atmosfera, em sua maior parte como dióxido de carbono ou metano. Juntos, a atmosfera e os estratos sedimentares continentais e oceânicos compreendem o que se chama o "reservatório atmosférico-oceânico". A quantidade total de carbono encontrada neste reservatório é enorme e a grande maioria desse "enriquecimento subsuperficial" de carbono está nos sedimentos, e não na atmosfera. 47

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Vênus e o "aquecimento global" Alguns cientistas e os ambientalistas em geral argumentam que esse "enriquecimento" se originou na atmosfera pré-histórica e afirmam que a atmosfera primitiva da Terra era muito semelhante à de Vênus. O carbono terrestre, dizem, "precipitou-se" do dióxido de carbono atmosférico no "reservatório atmosferaoceano", tendo igualmente ocorrido a absorção do carbono pelas plantas préhistóricas. Para vender a agenda do "aquecimento global", esses teóricos enfatizam que Vênus tem vastas quantidades do dióxido de carbono causador do "efeito estufa" e, como resultado, a temperatura de sua superfície é de cerca de 480ºC. Entretanto, eles geralmente não mencionam que Vênus está 41.800.000 km mais próximo do Sol, ou que sua órbita é um círculo quase perfeito! Diferentemente dos modelistas climáticos computadorizados ou de políticos com inclinações "teológicas", Gold é um astrofísico que tem estudado os detalhes da formação dos corpos planetários durante décadas. De acordo com ele, as condições cósmicas gerais que formaram a Terra e Vênus são similares, mas o diabo está nos detalhes. A Terra primitiva não se caracterizava pela captura de gases espaciais, como Vênus; uma indicação disto é a reduzida quantidade de criptônio e xenônio existente na nossa atmosfera, em comparação ao restante do Sistema Solar. Gold também observa que, se as rochas carbonatadas extraíram o seu carbono da atmosfera primitiva, então, as camadas sedimentares mais profundas deveriam possuir maiores densidades de compostos carbonáceos. Se o carbono tivesse sido "precipitado" da atmosfera primitiva, originalmente rica em dióxido de carbono, os tipos rochosos mais superficiais deveriam mostrar um declínio sucessivo de compostos carbonáceos. Os registros geológicos não comprovam isso, como Gold demonstra. Não há uma redução sucessiva de compostos carbonáceos; a densidade deles se mantém estável por todo o tempo geológico. Diz ele: "A única explicação sensata é que os gases atmosféricos se originaram principalmente da remoção de gases de compostos voláteis derivados de materiais sólidos profundos, e não de uma grande atmosfera inicial adquirida na formação da Terra, ou pela captura posterior de gases do espaço." Ainda mais significativa é a questão do carbono-13. Na última década, ficou provado que as plantas não respiram dióxido de carbono contendo o isótopo C-13 [que tem um neutron a mais em seu núcleo atômico que o do carbono "normal", o C-12, ed.]. O processo de difusão empregado pelas plantas em sua respiração só permite o uso do dióxido de carbono contendo o isótopo C-12. O C-13 só ocorre na natureza na proporção de 1%. Isto significa que, se os hidrocarbonetos se formaram há milhões de anos como resultado da decomposição da vida vegetal, estes "combustíveis fósseis" não deveriam conter o isótopo C-13. Entretanto, este é encontrado em amostras de hidrocarbonetos coletadas em poços profundos. O que se encontra é a constituição original da nucleossíntese estelar, de 99% de C-12 e 1% de C-13. Gold acautela que um processo de fracionamento geológico, especialmente do metano, deve ser levado em consideração ao se discutirem constituições similares de rochas carbonatadas. 48

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O caso do hélio Em todos os achados petrolíferos ao longo da história do mundo, constatou-se a presença de escapamentos de hélio. De fato, este gás está tão presente nos depósitos petrolíferos que os geólogos utilizam detectores de hélio como um de seus recursos de prospecção. Além disto, volumes comerciais do gás são recolhidos e vendidos como subproduto das extração de petróleo. Diz Gold: "A associação do hélio com hidrocarbonetos é provavelmente o fato mais marcante que a teoria biogênica não engloba e, portanto, é do maior interesse para mim." O hélio é inerte, não reagindo com outras substâncias e não integrando os "doze fundamentais" (recentemente, os biofísicos determinaram que os nuclídeos estáveis que formaram a massa crítica mínima originalmente necessária ao início da vida terrestre são o hidrogênio, carbono, nitrogênio, oxigênio, sódio, magnésio, fósforo, enxofre, cloro, potássio, cálcio e ferro). A vida vegetal não usa o hélio para nada, e ele não é de origem orgânica. Entretanto, é um produto fundamental da nucleossíntese estelar. Também é um subproduto do decaimento radiativo do urânio e do tório, dos quais se sabe da sua existência em grandes profundidades, da ordem de 320 quilômetros. Curiosamente, o hélio não é encontrado em quantidades significativas nas áreas que não produzem petróleo ou metano. Os exames do petróleo extraído em todo o mundo mostra padrões consistentes para as frações parciais de hélio. Por si próprio, o hélio não possui a pressão fluida necessária para alcançar a superfície da forma observada. A única explicação para a existência de tais quantidades e constituições de frações parciais de hélio, afirma Gold, é uma fonte profunda de "gás transportador", como o metano. As profundidades de ocorrência destas fontes estão muito além das atingidas pelos fósseis da vida superficial. A evidência do diamante Os diamantes (uma forma de carbono puro) também fornecem outro argumento de apoio à teoria abiogênica. As temperaturas e pressões necessárias para formá-los só são atingidas em profundidades superiores a 112 km. Tais ambientes, onde a pressão é superior a 40 t/cm2, estão muito além do alcance e da capacidade de "sobrevivência" dos fósseis. Segundo a teoria biogênica, os hidrocarbonetos não podem ser criados nas altíssimas temperaturas encontradas em tais profundidades. Porém, tais argumentos não levam em consideração o efeito estabilizador da alta pressão na excitação controlada pela temperatura. De qualquer forma, Gold já confirmou que entre os espaços intersticiais dos cristais de carbono que formam o diamante, são encontrados hidrocarbonetos. A teoria biogênica dos "combustíveis fósseis" não explica este fenômeno da natureza. A experiência do Anel Siljan Outro argumento usado por Gold em favor da teoria abiogênica é o chamado Anel Siljan, uma depressão provocada pelo impacto de um meteoro na região central da Suécia, próximo à cidade de Rattvik. O interior do Anel tem muito poucas rochas sedimentares. Em 1986, uma equipe de cientistas suecos e estadunidenses, da qual Gold fazia parte, perfuraram poços de quase 8 km de profundidade, no interior da cavidade. A idéia era penetrar a crosta inferior e, possivelmente, o manto superior. 49

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Naquelas profundidades e naquele local, nenhuma vida superficial que se decompusera pelo tempo, possivelmente, existiria ainda, o que tornava o local uma escolha excelente para uma pesquisa científica para testar a teoria abiogênica da formação de hidrocarbonetos. Enfatizo a palavra pesquisa porque a intenção não era a produção em grande escala de gás natural ou petróleo. A despeito disto, em 1991, a experiência do Anel de Siljan estava produzindo 80 barris diários de petróleo cru. Evidentemente, não se tratam de quantidades comerciais, mas esta não era a intenção do projeto, que era meramente científica. Ao contrário das grandes companhias petrolíferas estadunidenses, os russos levaram em conta as descobertas científicas de Gold. Em 1998, eles já haviam perfurado mais de 300 poços em rochas do embasamento cristalino, com base na experiência do Anel de Siljan; todos estão produzindo quantidades comerciais de petróleo cru e gás natural. Usando o conhecimento e a experiência adquirida por Gold, os russos transferiram a sua tecnologia de perfuração para os seus ex-aliados do Vietnã. Até agora, no chamado campo petrolífero do Tigre Branco, os vietnamitas perfuraram 20 poços no embasamento cristalino, cada um dos quais está produzindo mais de 6.000 barris de petróleo cru, numa área na qual a teoria biogênica dos "combustíveis fósseis" afirma que não deveriam encontrar-se hidrocarbonetos. Parece que o debate acabou. (*) O autor é engenheiro em Dearborn, Michigan (EUA). Este artigo foi originalmente publicado na revista 21st Century Science & Technology, Vol. 12, No. 3, Fall 1999. Quem é Thomas Gold Entre diversos círculos científicos, a menção ao nome do astrofísico Thomas Gold é garantia certa de polêmica, por suas idéias que, não poucas vezes, têm contrariado a "ciência oficial" e confrontado o Establishment científico. Não obstante, a erudição e a convicção com que as apresenta fazem com que até mesmo os seus críticos mais ferrenhos - e não são poucos - prestem atenção quando ele apresenta uma nova teoria ou novos argumentos em favor de idéias antigas, como a dos hidrocarbonetos abiogênicos. Entre as disputas científicas em que se envolveu e saiu vitorioso, destacam-se uma teoria da audição, a interpretação dos pulsars e uma teoria sobre a rotação do eixo terrestre. De origem britânica, Gold iniciou a sua carreira científica durante a II Guerra Mundial, trabalhando em pesquisas com o radar para a Marinha Real. Posteriormente, foi professor de física avançada na Universidade de Cambridge e assistente-chefe do Astrônomo Real Britânico. Transferindo-se para os EUA, foi inicialmente professor de astronomia aplicada na Universidade de Harvard, até que se transferiu para a Universidade de Cornell, onde se encontra até hoje. Lá, foi fundador do Centro de Radiofísica e Pesquisa Espacial, tendo sido o seu diretor por 20 anos. É membro da Real Sociedade britânica, da Academia Nacional de Ciências dos EUA, da União Geofísica Americana, da Academia Americana de Artes e Ciências e da Sociedade Filosófica Americana. A seu respeito, disse o igualmente célebre físico Freeman Dyson, do Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Princeton, no prefácio do livro The Deep Hot Biosphere: "As teorias de Gold são sempre originais, sempre importantes, usualmente controversas - e usualmente corretas. A minha crença, baseada em 50 anos de observação de Gold como amigo e colega, que a biosfera quente profunda 50

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é tudo isso: original, importante, controversa - e correta." Origem inorgânica do petróleo Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre. A teoria da origem inorgânica do petróleo (sinônimos: origem abiogênica, abiótica, abissal, endógena, juvenil, mineral ou primordial dos hidrocarbonetos naturais) sustenta que o petróleo é formado por processos não biológicos, a partir de material primordial, que compreende moléculas de hidrocarbonetos estáveis a altas pressões e temperaturas, nas profundezas da Terra (manto), sofrendo posterior contaminação biológica (por bactérias) em níveis de baixa pressão e temperatura, na crosta terrestre. Isto contradiz a visão tradicional de que o petróleo seria um "combustível fóssil", produzido a partir dos restos de antigos organismos e portanto esgotável. O constituinte primordial do petróleo é principalmente metano CH4 (molécula formada por um átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio). A ocorrência de metano é comum no interior da terra, sendo possível a formação de hidrocarbonetos em grandes profundidades. História Os primórdios dessa teoria datam do século XIX, quando os químicos, o francês Marcellin Berthelot e o russo Dmitri Mendeleiev a propuseram para explicar a origem do petróleo. Esses cientistas estudaram as reações de hidrólise de carbetos metálicos que produzem hidrocarbonetos, sugerindo serem abundantes no interior da terra. A ciência moderna constata que os carbetos metálicos, principalmente dos metais que estão em torno do pico de abundância cósmica do ferro "iron peak" (Fe, Ni, Cr, Co, V, Cu, Mn) formam carbetos que também são encontrados em meteoritos [1]. A teoria abiogênica da formação do petróleo foi revivida na década após 1950, sobretudo por cientistas russos e ucranianos. A teoria inorgânica contrasta com as idéias que postulam a exaustão do petróleo (Peak Oil), que presumem que o óleo seria formado a partir de processos biológicos e portanto ocorreria apenas em pequena e fixa quantidade, tendendo a se exaurir. De acordo com a Teoria Abiogênica (Abiótica), os hidrocarbonetos são muito abundantes no planeta, no entanto a pesquisa para descoberta de acumulações comerciais não é singela, pois deve passar pelo entendimento da geologia das áreas favoráveis e sobretudo entender a real natureza do petróleo. O geólogo russo Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev foi o primeiro a propor a moderna teoria do petróleo abiótico, em 1951. Ele analisou a geologia dos arenitos betuminosos de Athabasca em Alberta, Canadá Athabasca Tar Sands e concluiu que nenhuma rocha geradora poderia formar o enorme volume de hidrocarbonetos presentes nessas areias betuminosas (hoje estimada em cerca de 1,7 trilhões de barris) e portanto, a explicação mais plausível é que o petróleo é abiótico, abiogênico, inorgânico e que provém de grandes profundidades do interior da terra, através de falhas profundas. A teoria Russo-Ucraniana do petróleo, baseada em cálculos termodinâmicos, foi iniciada na Ucrânia pelo cientista Professor Emmanuil B. Chekaliuk (1967), cujos estudos apontaram que o petróleo provém e é originado a altas pressões e temperaturas no manto da Terra, sem a participação de carbono de origem orgânica (Plantas ou animais). Esta teoria é suportada por estudos experimentais de laboratório conduzidos nos Estados Unidos pelo Dr. J.F. Kenney. O cientista astrônomo e astrofísico Thomas Gold [2] foi um dos mais proeminentes proponentes da Teoria Abiogênica no ocidente. Ele afirma que o petróleo é uma 51

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substância primordial, formada a grandes profundidades no interior da Terra e também de outros planetas (sobretudo na forma de metano). A ascensão do metano, por vezes junto com hélio e nitrogênio, atingem níveis mais rasos na crosta terrestre, onde bactérias interagem com os hidrocarbonetos, e que contaminam biologicamente o petróleo primordial. Os carvões minerais pretos, segundo Gold, representam o estágio de extrema perda de hidrogênio na ascensão dos hidrocarbonetos (quando não oxidados) do manto para a superfície terrestre. Ele também afirma que os campos de petróleo e gás podem se recuperar naturalmente com novos pulsos de migração de hidrocarbonetos. Gold também sugere que os terremotos têm causa relacionada com grandes volumes de migração de gases como metano primordial. Uma das predições das teorias abiogênicas é que outros planetas do sistema solar ou seus satélites possuem oceanos de hidrocarbonetos (metano, etano). Esses hidrocarbonetos ou estariam presentes na formação do sistema solar ou seriam produtos de subsequentes reações químicas. A constatação da ubiquidade da ocorrência de hidrocarbonetos no sistema solar foi comprovada pelos resultados da sonda espacial Cassini-Huygens, no entanto, mesmo antes desse advento, através de estudos astrofísicos de espectroscopia e dados de análises de meteoritos os astrônomos e astrofísicos já suspeitavam da abundância de hidrocarbonetos extraterrestres. A Associação Americana de Geólogos de Petróleo (AAPG) tem efetuado conferências sobre as questões quanto a origem do petróleo (Biogênico/Abiogênico) e a implicação na exploração e produção de petróleo. Comparações entre as teorias Formação do petróleo Há duas teorias sobre a origem de hidrocarbonetos naturais: a teoria biogênica e a teoria abiogênica. Essas teorias foram intensamente debatidas desde 1860 e com menor intensidade após a descoberta de vastas acumulações de petróleo, sobretudo pelos avanços da exploração através de métodos sísmicos. A postulação de que o petróleo seria formado por detritos orgânicos soterrados foi originalmente proposta pelo cientista russo Mikhail Lomonossov, em 1757. Nenhum dos tipos de formação do petróleo foram reproduzidos em laboratório até hoje. • Biogênica: Se forma a partir de substâncias orgânicas procedentes da superfície terrestre (detritos orgânicos), que seriam soterrados. Com o incremento de temperatura, as moléculas do querogênio começariam a ser quebradas, gerando compostos orgânicos líquidos e gasosos, em um processo denominado catagênese. Para se ter uma acumulação de petróleo seria necessário que, após o processo de geração (cozinha de geração) e expulsão, ocorresse a migração do óleo e/ou gás através das camadas de rochas adjacentes e porosas, até encontrar uma rocha selante e uma estrutura geológica que detenha seu caminho, sob a qual ocorrerá a acumulação do óleo e/ou gás em uma rocha impermeável chamada rocha reservatório. • Abiogênica: depósitos profundos de hidrocarbonetos aprisionados durante a formação do planeta. A centenas de quilômetros de profundidade as moléculas de hidrocarbonetos (principalmente metano) migram do manto para a crosta ocorrendo complexação das moléculas. Nesta migração, gases primordiais como hélio e nitrogênio podem estar presentes e auxiliam no transporte. A presença de moléculas biológicas associadas aos hidrocarbonetos é estritamente relacionada à contaminação por 52

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microorganismos (bactérias)[3]. Kenney afirma que praticamente a totalidade dos hidrocarbonetos que quimicamente formam o petróleo são gerados em grandes profundidades por processos abiogênicos [4] e, portanto, os depósitos de petróleo em níveis crustais mais rasos representam simples deslocamento de hidrocarbonetos de seu ambiente original de formação, ou seja, do manto da Terra. Uma variação da teoria abiogênica sugere que o petróleo seja formado através de reações tipo Síntese Fischer-Tropsch a partir de serpentinização do manto peridotítico, através de reações de hidrólise, produzindo hidrogênio que ao reagir com outros compostos de carbono ou carbonatos produz hidrocarbonetos que posteriormente migram para níveis mais rasos. Formação do carvão • Biogênica: os depósitos carboníferos se formaram de restos de plantas acumuladas em pântanos, que se decompuseram, fazendo surgir as camadas de turfa. Entretanto, as emanações de metano provenientes de falhas geológicas de grande profundidade ou exsudações de resevervatórios de hidrocarbonetos alimentam essas regiões pantanosas, trazendo metais fixando-os junto ao carvão. Bactérias retrabalham o metano e outros hidrocarbonetos juntamente com os restos vegetais. A elevação do nível das águas do mar ou o rebaixamento da terra provocaram o afundamento dessas camadas sob sedimentos marinhos, cujo peso comprimiu a turfa, transformando-a, sob elevadas temperaturas, em carvão. • Abiogênica: Carvão mineral (preto) é um material com presença de compostos orgânicos, mas no ambiente de formação sofreu interação de hidrocarbonetos inorgânicos, principalmente metano, que migraram através de emanações uniformes vindas de grandes profundidade e que atingiram esses depósitos. Os hidrocarbonetos preservam muito bem os restos e os tecidos celulares de vegetais. Tal situação pode ocorrer na superfície com migração de metano e petróleo sobre áreas de pântanos ou turfas. Diversos metais como Níquel, Vanádio, Cromo, Cádmio, Mercúrio, Arsênio, Chumbo, Selênio, entre outros, também estão presentes no carvão. Muitos carvões são por vezes betuminosos e também possuem elevados conteúdos de enxofre. Tal como no petróleo, esses metais são oriundos de profundezas no interior da terra manto. Também não é rara a associação de urânio aos depósitos de carvão. Em muitas jazidas de carvão no mundo é comum a presença de camadas denominadas de tonsteins, constituídas de material caulínico, por vezes interpretados como cinzas vulcânicas. No estado do Wyoming (EUA), na bacia de Powder River, há uma camada de carvão com cerca de 60 metros de espessura; seria dífícil imaginar um pântano pretérito que pudesse originar tamanha espessura após a compactação. Um fato comum nas ocorrências de carvão em todo o mundo é a forte relação de sua localização logo acima ou nos arredores das regiões produtoras de hidrocarbonetos, conforme já salientado pelo Dr. Thomas Gold [5]. Esse mesmo autor aponta que somente o carvão de cor marrom (linhito) seria considerado biogênico. Evidências que suportam a Teoria Abiogênica Campos de petróleo supergigantes O geólogo russo Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev foi um defensor da teoria abiogênica. Ele argumentou que nenhum óleo produzido em laboratório a partir de plantas se assemelha em composição química aos hidrocarbonetos naturais como o petróleo cru. Ele apresentou muitos exemplos de que, quantidades substanciais e 53

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algumas vezes comerciais de hidrocarbonetos foram encontradas em rochas cristalinas do embasamento ou em sedimentos diretamente a elas sobrepostos. Ele citou casos em Kansas e na Califórnia (Estados Unidos), oeste da Venezuela e Marrocos. Ele também indicou que os reservatórios de petróleo em estratos sedimentares são frequentemente relacionados a expressivas fraturas/falhas no embasamento imediatamente abaixo dessas acumulações. Isto é também evidenciado no campo supergigante de Ghawar, na Arábia Saudita; no campo de Panhandle no Kansas o qual também produz hélio em quantidades comerciais; Tengiz, no Casaquistão, White Tiger, no Vietnam e inúmeros outros. No campo de petróleo de Last Soldier (Wyoming, EUA), Kudryavtsev estabeleceu que em todos horizontes da seção geológica, arenitos do Cambriano ao Cretáceo Superior cobrem o embasamento e possuem reservatórios de petróleo. Um fluxo de óleo também foi obtido no próprio embasamento. Hidrocarbonetos gasosos, ele notou, não são raros em rochas ígneas e metamórficas do Escudo Canadense. Petróleo em gnaisses Pré-Cambrianos é encontrado na costa ocidental do Lago Baikal, na Rússia. Ele observou que o petróleo está presente, em grandes ou pequenas quantidades, mas em todos horizontes abaixo de qualquer acumulação de petróleo, aparentemente e totalmente independente da variabilidade das condições de formação desses horizontes. Essa postulação tem se tornado conhecida com "Regra de Kudryavtsev" e muitos exemplos dela têm sido registrados em várias partes do mundo. Ele concluiu que acumulações comerciais de petróleo são simplesmente encontradas onde zonas permeáveis são cobertas por zonas impermeáveis. Kudryavtsev introduziu um número de outras relevantes considerações como argumentos. Colunas de chamas têm sido vistas durante erupções de alguns vulcões, as vezes atingindo 500 metros de altura, como durante a erupção do Monte Merapi, na Sumatra, em 1932. As erupções de Vulcão de lama (mud volcanoes) têm liberado tão enormes quantidades de metano que mesmo o mais prolífico campo de gás sobrejacente teria se exaurido há muito tempo atrás. A água vinda com a lama desses vulcões porta algumas substâncias como Iodo (I), bromo (Br) e boro (B) que não poderiam ser derivados dos sedimentos próximos e que excedem as concentrações presentes na água do mar em centenas de vezes. Os vulcões de lama são frequentemente associados com vulcões de lava (magma)e quando próximos a esses últimos, os vulcões de lama emitem gases não combustíveis, enquanto que quando mais distantes emitem metano. Ele conheceu as ocorrências de óleo em rochas do embasamento da Península de Kola (Rússia) e os escapes de óleo sobre a estrutura de impacto de Siljan, na Suécia. Ele afirma que as imensas quantidades de hidrocarbonetos presentes nas areias betuminosas de Athabasca (Tar Sands), Canadá, teriam que conter uma vastíssima quantidade de "rochas geradoras" de acordo com o modelo convencional, quando nenhuma fora encontrada. Metano e hidrocarbonetos extraterrestres Metano e muitos outros hidrocarbonetos têm sido detectados em diversas regiões do sistema solar. Metano é um constituinte comum da construção do cosmos e foi incorporado à terra durante sua formação. Alternativamente poderia ter se enriquecido na terra através de meteoritos condríticos. Uma classe especial de meteoritos, designados de condritos carbonados ou carbonosos contêm cerca de 3% do seu peso em carbono, e podem apresentar diversos compostos complexos baseados em carbono, como por exemplo porfirinas, aminoácidos, bases púricas e pirimídicas, e ácidos carboxílicos. Muitos 54

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meteoritos também apresentam carbetos metálicos em sua composição. Isso implica numa forte evidência da presença de hidrocarbonetos em regiões profundas de pretéritos corpos planetários que se desintegraram. A presença de compostos de carbono extraterrestes embora muito conhecida pelos astrofísicos e astrônomos ainda permanece negligenciada por parte dos geocientistas. Os complexos de carbono da nebulosa protoplanetária assemelha-se aos componentes da fração mais pesada do petróleo. Já em 2004, não nesse planeta e sim no espaço sideral, a Sonda Cassini-Huygens confirmou abundantes hidrocarbonetos (metano e etano) em Titã, lua de Saturno. Os hidrocarbonetos de Titã formam oceanos, lagos e nuvens. A temperatura é cerca de -180 graus Celsius. A presença de enormes quantidades de hidrocarbonetos em Titã é um forte argumento a favor da origem abiogênica (primordial). Abundância cósmica e planetária do carbono O elemento carbono (C) é o quarto em ordem de abundância cosmológica, precedido apenas por hidrogênio (H), hélio (He) e oxigênio (O). O carbono disponível na nebulosa que originou o sistema solar foi incorporado à terra no processo de acreção planetesimal. A diferenciação geoquímica primária fez com que elementos mais pesados ficassem concentrado no núcleo. Processos de fusão parcial continuaram na evolução do manto, crosta, hidrosfera e atmosfera. A maior parte do carbono primordial permaneceu no manto terrestre. De acordo com estudos realizados pelo Massachussets Institute of Tecnology (MIT) a estimativa de distribuição do carbono na terra é: Biosfera, oceanos, atmosfera.......3,7 x 1018 moles Crosta Carbono orgânico........................1100 x 1018 moles Carbonatos................................5200 x 1018 moles Manto...................................100000 x 1018 moles Formação planetária fria No final do século XIX acreditava-se que a Terra primitiva era extremamente quente, completamente fundida, durante sua formação. Alguns cientistas planetários agora acreditam que a formação da Terra foi relativamente fria. Recentes estudos com zircões antigos (4.4 bilhões de anos) sugerem que rochas foram formadas a temperaturas baixas, suficientes para manter a água líquida. A lua teria se formado pouco depois deste tempo.[6] Existência de depósitos de hidrocarbonetos As reservas convencionais de petróleo deveriam desaparecer em não mais que um milhão de anos, baseada na taxa de escape de hidrocarbonetos para a superfície (seeps, seepage).[7] Se há um número limitado de fontes de depósitos de hidrocarbonetos, no contexto do tempo geológico, seria uma surpreendente e extraordinária coincidência saber que ainda existam agora. Se os depósitos estão se auto-alimentando, a sua existência atual torna-se menos surpreendente. A origem abiogênica tem uma difícil missão por que os depósitos de hidrocarbonetos não seriam tão abundantes como as fontes abiogênicas são em larga escala. Pensar que os voláteis do manto terrestre são alegados como raros nas camadas superficiais da Terra é interessante ter em conta que rochas sólidas da crosta inferior e manto superior cobrem vastas áreas desérticas (como exemplos cinturões granulíticos e ofiolíticos). Além disso, afloramentos de rochas do manto fora do assoalho oceânico e ao longo do sistema global de cadeias meso-oceânicas são profusos neste planeta. Também, é frequentemente afirmado que terremotos causam maciças descargas 55

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de hidrocarbonetos (por exemplo, exudações de óleo catastróficas oil slicks nos oceanos) por ruptura de rochas impermeáveis. Todavia, é necessário considerar que as exudações sempre constantes de fluidos que migram para a superfície dia-a-dia, chamada de cold outgassing tais movimentações tanto quanto ou mesmo muito mais contribuem em relação aos eventos catastróficos. Alguns pensam que esse argumento seria um tanto estranho porque há evidência de fósseis nos "tar pits" (lagos de betume) cobrindo uma ampla gama de períodos e portanto, muitos deles são importantes fontes de fósseis. Isto certamente prova o reabastecimento com matéria orgânica fóssil, através do tempo geológico (centenas de milhões de anos) com a qual a origem biogência por si só explicaria. Entretanto, isto não tem nada em comum com a rápida formação dos campos de óleo e gás (cerca de 10 a 40 mil anos) e, geologicamente, rápida deteriorização. Os hidrocarbonetos desapareceriam rapidamente enquanto houvesse dissipação, evaporação, oxidação intensa e profunda biodegradação. Então, a pista para a solução deste problema está no balanço global do carbono e hidrogênio, fluxos e taxas de troca. Metano na Terra O metano é um gás tipicamente encontrado na terra, quando não em depósitos de gás natural, nos depósitos hidratos de metano sobre alta pressão nas planícies abissais dos oceanos, por vezes retrabalhados por bactérias em níveis mais rasos ou ainda a partir da degradação de materiais biogênicos. Metano é um gás que causa efeito estufa greenhouse cerca de 20 vezes mais potente que o dióxido de carbono CO2 (gás carbônico). É possível que as maiores extinções de vida ocorridas na história da terra seja devido ao incremento de metano na atmosfera, através de processos geológicos, como por exemplo rebaixamentos do nível do mar ou impactos de meteoritos, que poderiam desestabilizar hidratos de gás dos oceanos. É possível que tal situação teria ocorrido seja durante a crise Permo-Triássica, com a fragmentação do supercontinente Pangea; com expressivos impactos de meteoritos durante a passagem do Cretáceo para o Paleógeno (Terciário) e também glaciações. Metano reage com oxigênio produzindo gás carbônico quando interage próximo aos vulcões de magma (lava). O metano reage com água, oxigênio e cálcio formando os cimentos carbonáticos e concreções nos reservatórios sedimentares de petróleo. Bactérias que vivem no interior da terra ou ainda junto ao fundo do mar alimentamse de metano, criando espetaculares ecossistemas, com formas de vida bizarras e ainda muito pouco estudadas, como as comunidades quimiossintéticas e corais de águas profundas. São muito comuns no assoalho oceânico feições circulares com depressões denominadas "pockmarks" que estão relacionadas a escape de fluidos dos quais o metano é o principal gás que as formam. O metano também forma espetaculares feições designadas de chaminés de gás (gas chimneys), formando colunas cilíndricas vistas em sísmica de reflexão, sobretudo em áreas produtoras de hidrocarbonetos. Emanações de metano são frequentes nos oceanos e mares, chegando a ser imageadas por sonar ou mesmo sísmica, formando grandes jatos "flares" que são emitidos a partir do assoalho marinho gerando extensas colunas de gás em meio a água. Tais feições foram bastante estudadas no Mar Negro. O metano interage com rochas argilosas laminadas (folhelhos) ricas em matéria orgânica (querogênio) e pode produzir menores contribuições de hidrocarbonetos que podem integrar formação de petróleo, devido a produção de biomarcadores 56

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verdadeiros (e.g. hopanos, terpanos os quais são oriundos de paredes celulares de bactérias) e hidrocarbonetos insaturados (alcenos), mas não propriamente petróleo. Também pode interagir com turfas nos pântanos formando depósitos de carvão, ou turfas de altitude presente em grandes fraturas nas rochas das montanhas. O metano primordial traz de grandes profundidades metais como mercúrio (sob a forma de metil- ou dimetil-mercúrio), arsênio, níquel, vanádio, cádmio,Chumbo, selênio, urânio, entre outros. O metano (e ou mesmos carbonatos oriundos de metano oxidado) pode polimerizar no interior da terra, através de reações de catálise tipo Síntese FischerTropsch, formando hidrocarbonetos líquidos e gasosos (petróleo), através da serpentinização de peridotitos (dunito) do manto que produz hidrogênio, na presença de metais catalizadores como níquel, ferro, Cromo etc. Deslocamentos súbitos de grandes quantidades de metano no interior da terra podem ser causa de grandes terremotos, como apontado pelo cientista Thomas Gold [8]. Gold também sugeriu que o escape repentino de grandes volumes de metano para a superfície, nas terras emersas ou sobre os mares, também pode ser causa de certos acidentes aéreos e naufrágios. Poderia ocorrer perda de sustentação, caso a rota de aeronaves ou embarcações coincidisse com um grande fluxo de metano onde implicaria na diminuição da densidade do ar ou da água. Metano possui ampla variação de estabilidade termodinâmica. Depósitos incomuns Depósitos de hidrocarbonetos são encontrados em áreas condenadas pela ortodoxa teoria biogênica tradicional. Alguns campos de óleo estão sendo realimentados a partir de fontes profundas, embora isso não seja uma regra para uma "rocha geradora biogênica" profunda. No campo de White Tiger, Vietnam e muitos campos na Rússia, óleo e gás natural estão sendo produzidos em reservatórios situados em granitos do embasamento cristalino, com alguns poços evidenciando presença de hidrocarbonetos a mais de mil metros abaixo do topo do embasamento granítico. No caso do Vietnam não há nenhuma rocha fonte abaixo do nível produtor e pela teoria biogênica teria que haver uma migração de várias dezenas de quilômetros para que o óleo migrasse lateralmente, quando através de uma análise lógica tornase simples concluir que a migração dos hidrocarbonetos é oriunda das falhas profundas que afetam o embasamento e que permitem comunicação com o manto. Os "black shales" de idade arqueana no Craton de Pilbara (3.25 Ga), Austrália, apresentam inclusões fluidas de óleo e pirobetumes (ver ref.). Micróbios nas profundezas da terra Vida microbial tem sido descoberta a 4,2 Km de profundidade no Alaska e 5,2 Km na Suécia. Organismos metanófilos são conhecidos há tempo e, recentemente, foi encontrada vida microbial no Parque de Yellowstone, nos Estados Unidos, sendo baseada no metabolismo de hidrogênio. Outros organismos de ambientes profundos e quentes (bactérias extremófilas) continuam a ser descobertos e também aqueles que suportam ambientes estressantes, como por exemplo lagos hipersalinos; comunidades associadas a emanações de gases e ou água quente (hidrotermais) no fundo dos oceanos (black smokers). Proponentes da Teoria Abiogênica ou origem inorgânica do petróleo apontam que a biosfera profunda é responsável pelos bio-marcadores presentes no petróleo, isto é, esses biomarcadores são na realidade contaminantes orgânicos dos hidrocarbonetos naturais primordiais. A teoria da Deep Hot Biosphere [9] (Biosfera 57

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Profunda e Quente) foi proposta por Thomas Gold. Essa teoria contempla diversos aspectos que são fundamentais para resolver o paradoxo do petróleo. (ver referência) Hélio Associação de gás hélio em campos de gás natural e petróleo é bastante comum. Enquanto que o ³He é um gás primordial, muito He é também gerado a partir do decaimento radioativo do urânio. O Hélio é associado geralmente com óleos leves, muitas vezes acompanhado de nitrogênio e metano. Esses gases auxiliam na migração profunda do petróleo líquido para níveis crustais mais rasos. Nenhum processo biológico conhecido produz hélio, portanto, sua estreita relação com o petróleo é um forte argumento para a Teoria Abiogênica. Acumulações comerciais de hélio são em geral mais raras, no entanto sempre estão associadas com petróleo e gás natural. No campo de gás de Panhandle-Hugoton, nos estados do Texas, Oklahoma e Kansas, EUA, há importante produção comercial de hélio. Há também outros campos como na Argélia e na Rússia com importantes teores. A retenção do hélio necessita de condições específicas, como por exemplo, haver uma rocha selante extremamente efetiva sobre os reservatórios, em geral sal ("evaporitos"). O hélio formado por processos radiogênicos a partir de desintegração de urânio, tório, em níveis crustais, não teria pressão suficente para se incorporar a partir das rochas junto aos reservatórios de metano e óleos leves. A hipótese mais lógica é, portanto, que sua migração vem de grandes profundidades (manto) trazendo consigo outros hidrocarbonetos. Elementos traço, metais associados Níquel (Ni),Vanádio (V),Chumbo (Pb),Arsênio (As),Cádmio (Cd),Mercúrio (Hg),Cobalto (Co), Cromo (Cr), entre outros metais são frequentemente encontrados no petróleo, principalmente o Níquel e Vanádio que têm presença praticamente ubíqua nos óleos crus. Alguns óleos pesados, como exemplo alguns óleos crus da Venezuela, chegam ter até 45% de Vanádio (pentóxido) nas cinzas, valores esses que chegam a ser comerciais. Esses metais e sua paragênese são comuns em rochas do manto da terra. Esses elementos traço também são chamados de não-biomarcadores ou "abiomarcadores", mas através das paragêneses dos metais é possível estabelecer assinaturas para identificação de proveniência dos óleos crus (petróleo). A presença de mercúrio é constatada em muitos depósitos de hidrocarbonetos gasosos como também em certos betumes e comumente em depósitos de carvão mineral preto. Nenhum processo biológico conhecido inclui o mercúrio, pois esse metal é de natureza biocida. Sua presença em vários depósitos de hidrocarbonetos, além dos metais anteriormente citados, apontam origem hipógena para a formação do petróleo. Análise do padrão de distribuição de 22 elementos traço em 77 óleos, quimicamente os correlacionam melhor com a composição de meteoritos condríticos, com o manto peridotítico serpentinizado fértil e manto primitivo do que com a crosta oceânica ou continental, e não mostram nenhuma correlação com as distribuições químicas na água do mar.[10] Diamantóides Minúsculos diamantóides ocorrem no petróleo (óleo, gás e condensados). São moléculas que possuem similar arranjo da estrutura de átomos como os diamantes, e suspeita-se que sua origem também seja relacionada aos ambientes de origem dos kimberlitos e lamproítos, que portam diamantes naturais, a partir de altíssimas pressões e temperatura no manto da terra. Esses diamantóides, encontrados com 58

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maior abundância nos condensados, são excelentes matéria-prima para a nanotecnologia, provavelmente o emprego mais nobre dos produtos do petróleo. Hidrogênio O petróleo é composto principalmente por alcanos (n-alcanos, parafinas). Sir Robert Robinson estudou a constituição do petróleo natural em grande detalhe, e concluiu que havia muito excesso de hidrogênio para que fosse produto de detritos orgânicos de plantas ou animais. As olefinas (alcenos), que são hidrocarbonetos insaturados, é que deveriam ser esperados caso a fonte fosse orgânica. O gás hidrogênio e água tem sido encontrado a mais de 6 km de profundidade na crosta superior, incluindo os poços de Siljan Ring na Suécia e o poço ultraprofundo na península de Kola, Rússia. Há dados no oeste dos Estados Unidos que certos aquíferos próximos a superfície podem se estender até 10 a 20 Km. O hidrogênio pode ser criado através da reação da água com silicatos, quartzo e feldspatos, em temperaturas entre 25° a 270°C. Esses materiais são comuns em rochas crustais como os granitos. O hidrogênio pode reagir com carbono dissolvido na água para formar o metano e hidrocarbonetos mais complexos. Termodinâmica A 2a. Lei da Termodinâmica proíbe a formação espontânea de hidrocarbonetos mais pesados que o metano a baixas pressões. Cálculos termodinâmicos e diversos estudos experimentais efetuados na Rússia, Ucrânia e Estados Unidos confirmam que os n-alcanos (componentes comuns no petróleo) não evoluem espontaneamente a partir do metano a pressões tipicamente encontradas nas bacias sedimentares, portanto a Teoria Abiogênica para origem dos hidrocarbonetos sugere geração profunda (abaixo de 150-200 km de acordo com estudos realizados por Dr. J.F. Kenney e colaboradores [11].) Embora ocorram altas temperaturas no manto da terra, o efeito das grandes pressões não permite a dissociação dos hidrocarbonetos. De acordo com cálculos de estabilidade termodinâmica de hidrocarbonetos efetuados pelo cientista Emanuil Chekaliuk, os hidrocarbonetos possuem alta estabilidade termodinâmica no interior da terra. Enquanto o metano possui amplo espectro de estabilidade seja a baixas ou altas pressões e temperaturas, os compostos aromáticos, asfaltenos, e naftênicos são estáveis a profundidades de centenas de quilômetros. Biologia A vida tal como conhecemos é baseada fundamentalmente em carbono. Os primitivos organismos vivos (archeobactérias) retiram energia (alimento) do metano primordial ou petróleo (hidrocarbonetos) que estão nas profundezas da Terra. Muitas bactérias também aproveitam o oxigênio a partir da redução de sulfatos e produzem gás sulfídrico (H2S). O oxigênio também pode ser obtido pela redução do ferro, formando compostos como a magnetita. Essa biosfera profunda forma os contaminantes do petróleo e torna-se partes dos chamados biomarcadores encontrados no petróleo natural. A fotossíntese é um processo bastante complicado que os primitivos organismos desenvolveram para auxiliá-los na conquista e sobrevivência na superfície do planeta. Isto pode ter ocorrido quando a fonte local de hidrocarbonetos possa ter cessado. O astrofísico Thomas Gold [12] mencionou que as primitivas bactérias inventaram a fotossíntese para conquistar a superfície fazer seu próprio alimento, isto é, seres autótrofos. Serpentinização e síntese química de óleo - Síntese Fischer-Tropsch Uma outra possível formação de óleo inorgânico é através das reações tipo síntese de Fischer-Tropsch. A catálise Fischer-Tropsch converte monóxido de carbono, dióxido de carbono e metano em várias formas de hidrocarbonetos líquidos. O 59

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monóxido e dióxido de carbono é gerado através da oxidação parcial de carvão ou combustível lenhoso. Este processo foi desenvolvido e usado exaustivamente na II Guerra Mundial pela Alemanha, a qual tinha limitado acesso aos suprimentos de petróleo. Ainda hoje é usado na África do Sul para produzir diesel a partir do carvão. Serpentinização de rochas ultramáficas peridotíticas ricas em carbono envolvem reações Fischer-Tropsch e acredita-se que ocorra em profundidade, quando o manto peridotítico é hidrolisado tornando-se serpentinito enquanto há desprendimento de hidrogênio. Na presença de metais de transição catalisadores (Fe, Ni, Co) o hidrogênio reage com dióxido de carbono das rochas carbonáticas e resultam em hidrocarbonetos n-alcanos, incluindo hidrocarbonetos linear saturados, álcoois, aldeídos, cetonas, aromáticos e compostos cíclicos. Também é possível que o metano de regiões mais profundas do manto seja polimerizado pela Síntese Fischer-Tropsch formando n-alcanos e outros hidrocarbonetos. Um mecanismo proposto para o qual o petróleo abiogênico se forma foi originalmente proposto pelo cientista ucraniano Prof. Emmanuil B. Chekaliuk em 1967. Ele propôs que o petróleo pode ser formado a altas temperaturas e pressões a partir de carbono inorgânico, na forma de dióxido de carbono, hidrogênio e/ou metano. Este mecanismo é suportado por diversas linhas de evidências as quais são aceitas pela moderna literatura científica. Isto envolve síntese de óleo dentro da crosta através de catálise por rochas quimicamente redutoras. Um mecanismo proposto por Keith Stanley e Monte swan (2005) se dá através de análogos naturais da Síntese Fischer-Tropsch, conhecido como serpentinização de peridotitos como proposto por Szatmari (1989) e Charlou (2005).

Serpentinitos são rochas ideais para hospedar este processo. Elas são formadas a partir de peridotitos/dunitos, que são rochas com mais de 80% de olivina e comumente uma percentagem de minerais como titânio-espinélios. A maioria das olivinas também possui altas concentrações de níquel e podem conter cromita e cromo como contaminantes das olivinas junto com outros metais de transição. Entretanto, as reações de síntese do serpentinito e craqueamento de epinélio requerem alteração hidrotermal de pristano peridotito-dunitos, o qual é um processo finito, intrinsicamente relacionado com metamorfismo, e posteriormente requer também adição de água. O serpentinito é instável nas temperaturas do manto e é prontamente desidratado para granulitos, anfibolitos, talco-xistos e mesmo eclogitos. Isto sugere que a metanogênese na presença de serpentinitos é restrita no espaço e tempo nas dorsais meo-oceânicas e níveis superiores das zonas de subducção de placas tectônicas. Porém, a água pode ser encontrada em profundidades de 12 km e reações que necessitam da mesma são dependentes de condições locais. O óleo sendo criado por esse processo nas regiões intracratônicas está limitado por materiais e temperatura. A base química para o processo de formação do petróleo abiótico é a serpentinização de peridotitos (dunito), iniciando com metanogênese através da hidrólise da olivina para serpentina na presença de dióxido de carbono. Olivina, composta de forsterita e fayalita transforma-se em serpentina, magnetita e sílica através da seguintes reações, com a sílica da decomposição da fayalita (reação 1a) alimentando a reação da forsterita (reação 1b). 60

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Reação 1a: Fayalita + água → Magnetita + sílica aquosa + hidrogênio Reação 1b: Forsterita + sílica aquosa → Serpentinito Quando esta reação ocorre na presença de dióxido de carbono dissolvido (ácido carbônico) a temperaturas acima de 500°C, a reação 2a é seguida. Reação 2a: Olivina + Água + ácido Carbônico → Serpentina + Magnetita + Metano Entretando, a reação 2b é somente similar, e suportada pela presença de abundante talco-carbonato xistos e veios delgados de magnesita em muitos serpentinitos peridotíticos; Reacção 2b: Olivina + Água + Ácido Carbônico → Serpentina + Magnetita + Magnesita + Sílica A elevação do metano para cadeias maiores de hidrocarbonetos n-alcanos se dá através de desidrogenação do metano na presença de metais de transição catalíticos (e.g. Fe, Ni). Isto pode ser designado de hidrólise de espinélio. No mecanismo de polimerização de espinélio, Magnetita, cromita e ilmenita são minerais do grupo Fe-espinélios encontrados em muitas rochas, mas raramente como um maior componente nas rochas não-ultramáficas. Nessas rochas, altas concentrações de magnetita magmática, cromita e ilmenita proporciona a matriz reduzida na qual pode permitir o craqueamento abiótico do metano para hidrocarbonetos mais complexos durante os eventos hidrotermais. Rochas reduzidas quimicamente são requeridas para conduzir esta reação e altas temperaturas também são necessárias para permitir o metano se polimerizar em etano. Notar que a reação 1a, acima, também cria magnetita. Reação 3: Metano + Magnetita → Etano + Hematita A Reação 3 resulta em hidrocarbonetos n-alcanos, incluindo hidrocarbonetos lineares saturados, álcoois, aldeídos, cetonas, aromáticos e compostos cíclicos. Associação do petróleo com estruturas profundas Campos de óleo e gás são encontrados principalmente sobre estruturas profundas presentes no embasamento cristalino, relacionados a limites de placas litosféricas (divergentes, convergentes ou transformantes), estruturas de impacto de meteoritos (crateras de impacto, astroblemas). Esta associação pode ser observada de acordo com a distribuição de campos de petróleo ao longo dos arcos, como por exemplo, na Indonésia, Golfo Pérsico, Apeninos (Itália), Alaska, Arco de Barbados e sua continuidade para Trinidad and Tobago e Venezuela entre outros. Nas bacias de margem divergente ou também riftes abortados, as ocorrências petróleo estão associadas à falhas de grande magnitude que comunicam com a crosta com manto em elevação. Reativações geológicas importantes ao longo do preenchimento das bacias sedimentares facilita a migração de hidrocarbonetos para altos estruturais onde esses podem formar acumulações quando encontram rochas reservatório e rochas impermeáveis (selantes), formando armadilhas ou trapas. A proximidade do manto em ascensão na fase pré-rifte é fundamental. Nos orógenos 61

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colisionais, as reativações de antigas estruturas distensionais são iniciadas no processo de colisão e podem permitir migração de hidrocarbonetos dos níveis ligados com as falhas profundas. Por que o petróleo é frequentemente encontrado em bacias sedimentares? As bacias sedimentares preenchem áreas de depressão onde ocorreram falhas profundas, associadas a limites de placas (riftes, convergência por subducção ou colisão continental entre duas placas litosféricas). Os estratos sedimentares formam excelentes reservatórios (espaços porosos) e também rochas selantes que quando combinados podem formar armadilhas para hidrocarbonetos. Essas armadilhas estão conectadas com fontes profundas, através de falhas também muito profundas, havendo interações com o manto durante a evolução da bacia. O petróleo também ocorre em rochas do embasamento, embora as acumulações sejam mais raras, pelo fato do desconhecimento da geologia desses terrenos, havendo ainda pouco esforço exploratório para perfuração de poços e pesquisas nesse contexto. Os hidrocarbonetos (petróleo, gás) migrando de grandes profundidades para as rochas sedimentares alojam-se nas rochas reservatórios ou em rochas fraturadas. No entanto, é bastante comum a interação entre hidrocarbonetos alóctones com rochas interestratificadas e laminadas, como por exemplo folhelhos e ou alternância de folhelhos e rochas carbonáticas delgadas, havendo também interação de bactérias que se alimentam dos hidrocarbonetos primordiais. O não entendimento dessas relações conduz a equivocada interpretação de que esses litótipos seriam "rochas fonte" (geradoras) de petróleo. Por exemplo, a evidência de óleo e ou betume numa rocha, seja ela qual for, não significa que esses hidrocarbonetos são autóctones. Eles podem ter migrado, através de estruturas profundas, para essa rocha muito tempo depois que ela se formou, mesmo soterrada há muitos milhões de anos, numa bacia sedimentar. Referências gerais 1. ↑ Mendeleev, D., 1877. L'origine du petrole. Revue Scientifique, 2e Ser., VIII, p. 409-416. • Kudryavtsev N.A., 1959. Geological proof of the deep origin of Petroleum. Trudy Vsesoyuz. Neftyan. Nauch. Issledovatel Geologoraz Vedoch. Inst. No.132, pp. 242-262 (In Russian) • Outlook of the West Siberian petroleum potential. Kudryavtsev N.A., Ed. Moscow and Leningrad, GosGeolIzdat. - 307 p. (in Russian) • Kudryavtsev N.A., 1951. Against the organic hypotesis of oil origin. Oil Economy Jour. [Neftyanoe khoziaystvo], no. 9. - pp. 17-29 (in Russian) • Kudryavtsev N.A., 1955. Recent state of the origin of petroleum problem. In: Discission on the problem of oil origin and migration. - Kiev, Ukrainian SSR Ac. Sci. Publ. - p. 38-89 (in Russian) • Kudryavtsev N.A., 1959. Oil, gas, and solid bitumens in the igneous and metamorphic rocks. VNIGRI Proc. no. 142. - Leningrad, GosTopTechIzdat Publ. - 278 p. (in Russian) • Kudryavtsev N.A., 1963. Deep Faults and Oil Deposits. - Leningrad, GosTopTekhIzdat. – 220 p. (in Russian) • Kudryavtsev N.A., 1964. Factors governing distribution of oil and gas fields in the Earth's crust. In: Petroleum Geology [Geologiya nefti]. Papers of XXII Geological Congress presented by Soviet geologists. - Nedra Press (in Russian) • Kudryavtsev N.A., 1966. On haloid metasomatism. In: Problems of oil origin. 62

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Porfiriev V.B., Ed. - Kiev, Naukova Dumka Publ. - pp. 144-173 (in Russian) • Kudryavtsev N.A., 1967. Closing speech. In: Proc. Conference on Distribution regularities and formation conditions for oil and gas fields in the West Siberia Plain. - Moscow, Nedra Press. - pp. 246-249. (in Russian) • Kudryavtsev N.A., 1973. Genesis of oil and gas. - Leningrad, Nedra Press. - 216 p. (in Russian) 1. ↑ Thomas Gold, 1999 The deep, hot biosphere Publisher Copernicus Book ISBN 0387985468 2. ↑ Szatmari, P., 1989 Petroleum Formation By Fischer-Tropsch Synthesis In Plate Tectonics. AAPG. 3. ↑ Kenney, J.F.; I. K. Karpov I.K., Shnyukov Ac. Ye. F., Krayushkin V.A., Chebanenko I.I., Klochko V.P. (2002). The Constraints of the Laws of Thermodynamics upon the Evolution of Hydrocarbons: The Prohibition of Hydrocarbon Genesis at Low Pressures.. 4. ↑ Kitchka, A., Juvenile Petroleum Pathway: From Fluid Inclusions via Tectonic Pathways to Oil Fields. AAPG Research Conference, Calgary, Canada, 2005. Article link 5. Zircons Are Forever url=http://www.geology.wisc.edu/zircon/cool_early/cool_early_home.html 6. ↑ Szatmari1, P, Da Fonseca, T, and Miekeley, N. Trace Element Evidence for Major Contribution to Commercial Oils by Serpentinizing Mantle Peridotites. AAPG Research Conference, Calgary, Canada, 7. ↑ Franco Cataldo (January 2003). "Organic matter formed from hydrolysis of metal carbides of the iron peak of cosmic elemental abundance". International Journal of Astrobiology 2 (1): 51-63. DOI:10.1017/S1473550403001393. Ver também • Dmitri Mendeleev • Marcellin Berthelot • Nikolai Alexandrovitch Kudryavtsev • Thomas Gold • Vulcão de lama • Carvão Ligações externas • A Origin of Methane (and oil) in The Crust of The Earth Páginas originais do Dr. Thomas Gold recuperadas da Cornell University, EUA. • Gênese de hidrocarbonetos e origem do petróleo Dr. J. F. Kenney. Academia Nacional de Ciência dos Estados Unidos.

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As Condicoes de Formacao das Lentes de Diamantes