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segunda-feira, 18 de agosto de 2025

O que é mais raro: diamantes ou esmeraldas?

Um colar de diamantes e esmeraldas que pertenceu a Elizabeth Taylor, em exposição no Museu Victoria and Albert, em Londres, em 2014. Qual dessas pedras preciosas é mais rara no mundo? (Crédito da imagem: Rob Stothard/Stringer via Getty Images)

Diamantes brilhantes e esmeraldas verdejantes estão entre as pedras preciosas mais cobiçadas e caras. Mas quais pedras preciosas são mais raras: diamantes ou esmeraldas?

Em termos de depósitos totais conhecidos, as esmeraldas são mais raras. Existem 49 depósitos de esmeraldas, de acordo com uma revisão de 2019 publicada na revista Minerals . Em comparação, existem cerca de 1.000 formações rochosas que contêm diamantes, embora existam apenas 82 minas de diamantes em operação, de acordo com um artigo de 2022 publicado na revista Reviews in Mineralogy and Geochemistry . Mas é difícil comparar o número de diamantes com o de outras pedras preciosas, pois a indústria é mais consolidada.

Os diamantes são produzidos por mineradoras internacionais com estruturas de preços complexas e parcerias comerciais para atender à demanda global. De acordo com o Ministério de Recursos Naturais do Canadá, são produzidos anualmente entre 100 milhões e 150 milhões de quilates , ou cerca de 22 a 33 toneladas (20 a 30 toneladas métricas) de diamantes em todo o mundo.

Em comparação, entre 7.000 a 9.000 quilos , ou cerca de 7 a 10 toneladas (6 a 9 toneladas métricas), de esmeraldas foram produzidos em 2015 nos principais países produtores (Colômbia, Zâmbia, Etiópia, Madagascar e Brasil), de acordo com dados de pesquisa de mercado de 2022 compilados pela mineradora britânica Gemfields.

Rastrear a produção global de qualquer pedra preciosa que não seja diamante é difícil porque as minas estão espalhadas pelo mundo e são exploradas principalmente por pequenas empresas que não têm sistemas de relatórios sólidos, observou a Gemfields.

Relacionado: O que é mais raro: ouro ou diamantes?

Mas esses números não contam toda a história geológica. Ambas as gemas se formam por meio de processos complexos.

"Para ambas as coisas, é preciso um conjunto único de circunstâncias geológicas para que tudo aconteça da maneira certa", disse Evan Smith , pesquisador sênior do Instituto Gemológico da América, à Live Science.

No caso dos diamantes, essas condições começam nas profundezas do manto, a camada intermediária da Terra. Os diamantes se formam de 150 a 200 quilômetros abaixo da superfície, o que os torna as pedras preciosas mais profundas da Terra, de acordo com um artigo de 2018 publicado na revista Gems & Gemology .

Os diamantes se formam como cristais únicos de carbono . Geólogos acreditam que isso acontece quando uma mudança na pressão ou temperatura, ou alguma outra reação química, resfria a rocha liquefeita do manto contendo carbono, disse Smith.

Para que os diamantes cheguem a profundidades onde os humanos possam realmente extraí-los, é necessária uma erupção vulcânica rara, chamada kimberlito , que se forma a partir de magma a cerca de 170 a 300 quilômetros de profundidade. Em seu caminho para a superfície, o kimberlito pode passar por uma área com diamantes e levá-los para profundidades menores. Mas isso não é garantido.

"É preciso formar diamantes em primeiro lugar", disse Smith. "E então é preciso que eles sejam interceptados acidentalmente e levados à superfície por essa erupção vulcânica, o que é um evento totalmente independente."

Como os diamantes são distribuídos de forma bastante uniforme nessas formações de kimberlito, é fácil minerá-los em larga escala, disse Smith. "Você pode cavar uma mina enorme, explodi-la, encher caminhões de transporte e depois processá-la em grandes quantidades", disse ele. "Isso não é possível com esmeraldas."

As esmeraldas se formam em formações geológicas mais complexas que são mais propícias à mineração em menor escala e à extração manual, disse Smith.

MISTÉRIOS RELACIONADOS

— Existe algo mais duro que um diamante?

— Diamantes podem queimar?

— Por que os elementos de terras raras são tão raros?

A esmeralda é a versão verde do mineral berilo, cuja cor se deve à adição de crômio e/ou vanádio. O berílio, o principal elemento do berilo, concentra-se em rochas ígneas da crosta continental.

O crômio e o vanádio são mais comuns na crosta continental superior. Para formar esmeraldas, esses ambientes geológicos distintos devem se encontrar.

"É preciso, de alguma forma, fazer com que esses dois reajam para formar uma esmeralda", disse Chris Tacker , curador de pesquisa em geologia do Museu de Ciências Naturais da Carolina do Norte, à Live Science. Isso geralmente acontece quando rochas contendo berílio ou berilo entram em contato com rochas sedimentares, como calcário ou xisto.

Outras vezes, a rocha liquefeita escoa pelos ambientes rochosos circundantes e também absorve crômio dessa forma. Por esse motivo, esmeraldas são frequentemente encontradas em zonas de colisão, como montanhas, onde placas tectônicas colidem com diferentes ambientes geológicos, disse Tacker.

Embora as condições geológicas que criam diamantes e esmeraldas sejam especiais, não há dúvida de que as esmeraldas são mais raras em termos do que é acessível aos humanos.

quarta-feira, 9 de outubro de 2019

Como se formam as pedras preciosas?

Tudo depende da combinação de elementos e da influência do ambiente

Por arcus Cabral - 09/10/19

Os mesmos processos geológicos que criam, dão forma e remodelam a Terra também geram situações de temperatura e pressão que combinam elementos em pedras preciosas. A exceção são as gemas orgânicas, como pérola e coral, que são feitas por seres vivos, mas classificadas como minerais.

Existem três tipos de rocha na crosta terrestre: ígnea, metamórfica e sedimentar, que podem ser compreendidas como diferentes fases de um ciclo, já que se transformam uma na outra com o tempo. As ígneas se formam do magma ou da lava. Já as metamórficas são formadas a partir de rochas que sofrem calor e pressão sem derreter novamente. As sedimentares surgem a partir de resíduos de rocha ou matéria orgânica dissolvidos em água. É em meio a toda essa ciranda de magma, sedimentos e rochas que as pedras preciosas surgem.

Nem tudo que brilha é ouro
Onde e como se formam algumas das gemas mais conhecidas

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(Marcus Penna/Mundo Estranho)

1.Diamante
Feito somente de carbono, o diamante é uma das poucas pedras preciosas que não costumam se formar na crosta terrestre, e sim no manto, um oceano subterrâneo de magma. A pressão e a temperatura do manto, capazes de liquefazer rochas, também comprimem e fundem o carbono na forma de diamantes, que são carregados à superfície pelo magma, misturados a rochas ígneas

Em raros casos, a pressão que forma rochas metamórficas na crosta terrestre também forma diamantes

2.Peridoto
É outra das raras gemas que se formam no manto terrestre, e não na crosta. O peridoto é uma variante do mineral olivina, uma mistura de magnésio, ferro e sílica (silício e oxigênio) combinada em meio ao calor e pressão do magma do manto. Quando esses elementos se combinam na proporção certa, mais rica em magnésio, o peridoto se forma. Com sorte, sobe à superfície junto a rochas ígneas

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(Marcus Penna/Mundo Estranho)

3.Jade
O que chamamos de “jade” na verdade são dois minerais diferentes, jadeíta e nefrita. Eles se formam no mesmo processo que forma rochas metamórficas, quando a temperatura e a pressão na profundeza da crosta recombinam os elementos das pedras, mas sem derretê-las (o que as transformaria em magma)

4.Esmeralda
Formada pela combinação dos elementos berílio, alumínio, silício e oxigênio em uma solução aquosa, a esmeralda costuma ocorrer em veios de água quente (hidrotermais) derivada do magma nas profundezas da crosta terrestre. Quando essa solução aquosa com esses quatro elementos se resfria, a esmeralda se solidifica

5.Rubi e safira
Quando magma contendo alumínio e crômio encontra bolsões de ar na crosta terrestre que contêm oxigênio, esses três elementos se combinam e formam rubis. O crômio, um elemento raro, é o que dá a cor vermelha ao rubi. Se ele não estiver presente na brincadeira, a gema formada é a safira, que costuma ser azul

6.Quartzo
É formado pela evaporação de uma solução aquosa contendo átomos de silício, o que ocorre tanto em veios de água de superfície na crosta terrestre quanto em veios hidrotermais. Com a presença de certas impurezas (com o ferro) durante sua formação, o quartzo pode ficar da cor violeta, também conhecido como ametista

7.Turquesa
Parecida com a esmeralda, a turquesa vem da combinação de elementos (fósforo, cobre e alumínio) em uma solução aquosa. A diferença é que essa solução não deriva do magma do manto, e sim do infiltramento de água da superfície na crosta terrestre. Quando o infiltramento se aprofunda o suficiente para o calor evaporar a água, a turquesa se forma

Quer pagar quanto?
Quanto mais “única” a combinação de impurezas e deformidades, mais valiosa é a pedra. Confira algumas das mais caras:

1. Diamante Pink Star
É um exemplar grande (11,92 g) de um tipo de diamante caro e raro, o diamante rosa. Ninguém sabe ao certo como eles ficam dessa cor, mas o mais provável é a presença de anomalias estruturais. Em 2013, foi leiloado por US$ 83 milhões

2. Painita
Este tipo de cristal proveniente de evaporação de solução aquosa em veios superficiais foi descoberto em 1950. Sua raridade é resultado da quantidade de elementos necessários para formá-lo: cálcio, zircônio, boro, alumínio, oxigênio e ferro. Seu preço pode chegar a US$ 60 mil o quilate

3. Musgravita
Um minério formado da evaporação de água da superfície ou de hidrotermais composto de magnésio, berílio, alumínio, ferro e oxigênio. A raridade vem não só do berílio, um elemento escasso, mas também da dificuldade de encontrar o mineral em forma de cristais translúcidos. Chega a custar US$ 35 mil o quilate

4. Jadeíta
A variante de jade mais rara é criada em pedras metamórficas que combinam sódio, alumínio, ferro, silício e oxigênio. É difícil de encontrar porque a pressão necessária para produzi-la em meio a rochas metamórficas é bem alta. Vale US$ 20 mil o quilate

5. Alexandrita
É uma espécie rara do já escasso cristal de berílio, como a musgravita. A alexandrita é especialmente desejada porque sua estrutura molecular (que é determinada basicamente ao acaso) faz com que sua cor mude de acordo com a luz. Custa US$ 12 mil o quilate

segunda-feira, 11 de junho de 2018

Evidence of Earliest Oxygen-Breathing Life on Land Discovered

By Wynne Parry | October 25, 2011 01:00pm ET

A spike in the chromium contained in ancient rock deposits, laid down nearly 2.5 billion years ago, reveals what appears to be the earliest evidence for oxygen-breathing life on land.

The transformation known as the Great Oxidation Event occurred when the atmosphere gained oxygen, an element crucial for nearly all animal life, including humans. The new analysis indicates the earliest estimate to date for the start of the Great Oxidation Event — 2.48 billion years ago. Other research has suggested small amounts of the gas appeared in the oceans and possibly the atmosphere around 2.5 billion years ago.

For this study, the researchers performed more than 2,000 analyses on samples from more than 100 rock formations, including those called banded iron formations, located around the world, from Canada to South Africa.

The rock above is a 2.48 billion-year-old banded iron formation from Australia that contains high concentrations of chromium, which scientists believe is evidence of a pivotal change in the Earth's atmosphere: the arrival of oxygen.
Credit: Courtesy of Stefan Lalonde

Life did exist at the point when chromium levels increased, but it was simple; single cells had yet to come together and begin cooperating as multicellular life forms.
Scientists believe microbes called cyanobacteria living in the ocean kick-started the transformation when they began to photosynthesize. Oxygen, a byproduct of photosynthesis, accumulated in the ocean, then percolated into the atmosphere. Now, oxygen accounts for 21 percent of the air we breathe, and humans need it to survive.

Although the rocks were formed under the oceans, on submerged continental shelves, they accumulated metals, including chromium, which had washed off the continents by rivers and groundwater. The researchers looked at chromium because it is very difficult to dissolve, according to lead researcher Kurt Konhauser, a geomicrobiologist at the University of Alberta.

Before it arrived in what would become these rock deposits, traces of chromium were tied up in other compounds within rocks on land, including pyrite, a shiny gold mineral known as fool's gold. For millions of years, the chromium remained bound up; then about 2.48 billion years ago, something began releasing it into the oceans.[Photos: World's Most Famous Rocks]
That something was a powerful acid, created by a chemical reaction with pyrite, Konhauser said. And in order to get the pH — a measure of acidity — low enough to explain the presence of chromium, sulfuric acid must have been present, he said.

This sulfuric acid must have come from the pyrite at the hands, if you will, of bacteria. These bacteria — similar species still exist — would have used oxygen taken from the atmosphere to perform an energy-releasing chemical reaction. In essence, the bacteria "eat" the pyrite.
Pyrite contains sulfur, and this reaction forms sulfuric acid. So, Konhauser and colleagues think that the sulfuric acid dissolved the chromium, which made its way to the oceans.

Modern versions of these bacteria are known to live off pyrite discarded by the mining industry, creating highly acidic conditions in water that collects around these waste sites.
Konhauser said he is not aware of any prior work highlighting this milestone in the history of life. "We are the first to explicitly talk about the origin of these organisms on land," he said.
The study was published in the Oct. 20 issue of the journal Nature.

You can follow LiveScience writer Wynne Parry on Twitter @Wynne_Parry. Follow LiveScience for the latest in science news and discoveries on Twitter @livescience and on Facebook.

Facts About Chromium

By Carol Stoll, Live Science Contributor | November 14, 2017 09:58pm ET

Known for its silver, shiny appearance, chromium is used to coat cars, stoves and other appliances to protect them from corrosion and to improve their looks. Chromium's high melting point and stable structure also make it useful in the textile and refractory industries. When combined with other elements, chromium makes vibrant colors and is used as a dye, which is what originally earned it its name from the Greek word chroma for "color."
It is naturally found in compounds in the earth's crust. However, consuming high levels of chromium in polluted drinking water or inhaling fumes of the heated element can cause ulcers, cancer and other health problems.

Just the facts

Atomic number (number of protons in the nucleus): 24
Atomic symbol (on the periodic table of elements): Cr
Atomic weight (average mass of the atom): 51.9961
Density: 4.13 ounces per cubic inch (7.15 grams per cubic cm)
Phase at room temperature: solid
Melting point: 3,465 degrees Fahrenheit (1,907 degrees Celsius)
Boiling point: 4,840 F (2,671 C)
Number of natural isotopes (atoms of the same element with a different number of neutrons): 4
Most common isotope: Cr-52

Discovery of chromium

French chemist Louis Nicolas Vauquelin first isolated chromium from a bright red mineral called Siberian red lead, now known as lead chromate (PbCrO₄) in 1797. According to John Emsley in his book, "Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements" (Oxford University Press, 1999), it took Vauquelin a year before he was able to precipitate out the lead and obtain pure chromium. He mixed the chromium in a variety of solutions and was intrigued by the many colors it produced, thereby naming the element after the Greek word chromameaning "color."

Sources of chromium

Chromium is the 21st most common element found in the Earth's crust, but it is not found in its free metal form. Instead, it is principally found in chromite ore, according to Robert E. Krebs in his book, "The History and Use of Our Earth’s Chemical Elements: A Reference Guide" (Greenwood Publishing Group, 2006). Chromite is mined in Zimbabwe, Russia, New Zealand, Turkey, Iran, Albania, Finland, the Philippines and Madagascar. About 20,000 tons of chromium metal are produced each year, and there are still about a billion tons of unexploited deposits in Greenland, Canada, and the United States, according to Emsley. Chromium metal is then obtained by heating the chromite ore in the presence of aluminum or silicon, according to the Jefferson Lab.

Properties of chromium

Chromium is a transition metal in Group 6 on the Periodic Table of Elements. In its pure form, chromium is a silvery, lustrous, hard metal that has a high polish, ideal for electroplating.
The most important chromium compounds are the chromates of sodium and potassium, the dichromates, and potassium and ammonium chrome alums, according to the Los Alamos National Laboratory. Chromium compounds are toxic and should be handled with care.
Chromium compounds are all vividly colored and are used as pigments — bright green, yellow, red and orange. Rubies are red because of chromium, and glass treated with chromium has an emerald green color, according to the Royal Society of Chemistry (RSC).

Used for protection and beauty

Using a technique called electroplating, a thin layer of chromium can coat metal and plastic objects, including car parts and household appliances, to give a shiny, attractive finish. For example, automotive designers use chrome rims and wheels to spruce up their cars. Chrome plating is not only used for looks; because the chromium forms a protective oxide layer on the surface, chrome-plated objects resist corrosion, according to Krebs.

Stainless steel is an alloy of iron and at least 10.5 percent chromium. It is highly resistant to corrosion. It is used in kitchen cutlery, appliances and cookware such as stainless steel pans and skillets.

About 90 percent of leather is chrome tanned, according to Emsley. During this process, chromium sulfate is used to treat animal skin and turn it into leather that is resistant to hot water that can cause degradation.
Kilns and furnaces use bricks made of chromite ore, which retains strength at high temperatures. The textile industry uses chromium ions to help adhere dyes to fabric. Chromium's high melting point, moderate thermal expansion and crystalline structure stability make it suitable for these purposes.

Dangerous in excess

Though its specific role in humans is unclear, studies have shown that chromium is an essential trace element that is found in RNA and helps the body to use glucose. Chromium is most concentrated in the placenta, and its presence in the body decreases with age.

A safe amount is about 1 milligram per day, according to the RSC. Foods such as brewer's yeast, wheat germ and kidney are rich in chromium. However, it is poisonous in excess.

In the 2000 film "Erin Brockovich," Julia Roberts portrays an environmental activist and legal clerk who leads a case against a gas and electric company for contaminating drinking water with chromium(VI), a toxic compound known to cause cancer, according to the U.S. Occupational Safety and Health Administration (OSHA). Though Brockovich won the case in real life and in the movie, scientists have criticized her lack of evidence showing that chromium(VI), and not other factors, was the cause of the numerous health issues including cancer in the community of Hinkley, Calif.

However, several studies in the past few years have linked chromium(VI) in tap water to cancer and the EPA has set a drinking water concentration limit for the element to protect public health.
Excessive exposure to chromium can also cause chrome ulcers, particularly when working with it for months while chrome-plating or leather tanning, according to Emsley. Chrome ulcers are itchy and raw holes in the skin or the stomach. If dust containing chromium is inhaled, industrial workers are more prone to ulcers in the nasal cavity and lung cancer. Additionally, a 2017 study published in European Journal of Clinical Nutrition linked high levels of urinary chromium to cardiovascular disease and diabetes.

Additional resources

Here is more info on chromium from the Los Alamos National Laboratory.
Here is what the Jefferson Lab says about chromium.
The Royal Society of Chemistry also weighs in about chromium.