Como Fabricar um Diamante

De vez em quando, Dan Frost escuta um forte estampido e o chão de seu escritório vibra. Só pode ser uma coisa: um de seus experimentos explodiu de novo. Ao descer para o laboratório, ele pode ver o susto na cara dos colegas. É como se uma pequena bomba tivesse estourado. “O barulho é assustador, mas não é perigoso. Está tudo protegido”, explica ele.

As explosões fazem parte do trabalho de Frost. Cientista no Bayerisches Geoinstitut, na Alemanha, ele está tentando reproduzir as condições do manto, a camada da Terra situada a milhares de quilômetros de profundidade. Isso significa submeter rochas a algumas das pressões mais altas já conhecidas pela humanidade. Não é de se espantar que ocorram alguns percalços.

Como parte de sua pesquisa, Frost descobriu maneiras surpreendentes de fabricar diamantes. A partir de gás carbônico, por exemplo, ou de pasta de amendoim. “Se quisermos entender como a Terra se formou, uma das coisas que precisamos saber é o material do qual o planeta é feito”, explica Frost.  Para responder a essa pergunta, Frost utiliza dois tipos de prensa.

A primeira usa um potente pistão para espremer minúsculas amostras de cristais a uma pressão até 280 mil vezes mais alta do que a pressão atmosférica, ao mesmo tempo em que elas são “assadas” em uma fornalha. Isso recria as condições das camadas superiores do manto, que ficam a cerca de 900 quilômetros abaixo da superfície terrestre, fazendo com que os átomos do cristal se rearranjem em estruturas mais densas.

Uma segunda bigorna então esmaga os minerais recém-formados para que eles ganhem um aspecto parecido com aqueles encontrados em camadas ainda mais profundas da Terra.

Esse equipamento é composto por dois minúsculos diamantes que achatam os cristais lentamente. O resultado é 1,3 milhão de vezes maior que a pressão atmosférica. Enquanto a amostra ainda está no aparelho, o cientista mede a maneira como o som viaja através do cristal resultante. Ao comparar esses dados com a leitura de ondas sísmicas que se propagam no interior da Terra, ele pode definir se a amostra está ou não próxima da composição do manto.

As descobertas de Frost têm sido algo surpreendentes: o manto não parece conter uma proporção suficientemente alta de silício para se equiparar à composição dos meteoritos. “Talvez ele tenha penetrado ainda mais profundamente, até o núcleo”, diz o cientista.

Outra possibilidade é que a Terra inicialmente tivesse uma crosta muito mais espessa, cheia de silício, que foi então expelido pelos inúmeros impactos de meteoritos. Ou talvez tenhamos que repensar toda a questão do material de que é feita a Terra.

O processo de pressão intensa também criou um mineral chamado ringwoodita, um silicato de ferro e magnésio de cor azul que pode reter água. A descoberta sugere que o manto pode estar escondendo “oceanos” nas profundezas da Terra.

Os experimentos podem até, intuitivamente, nos contar mais sobre o ar que respiramos. E é aqui que entram os diamantes de Frost. Ele suspeita que uma série de processos geológicos poderia retirar CO2 dos oceanos e injetá-lo em rochas, até o manto, onde seria transformado em diamante. “Essas pedras preciosas são menos voláteis que outras formas de carbono, o que significa que elas têm menos chances de serem liberadas de volta à atmosfera”, diz o cientista.

Um manto cravejado de diamantes poderia, portanto, ter desacelerado o aquecimento da terra, potencialmente ajudando na evolução da vida.

Para Frost, o principal ingrediente para esse processo é o ferro. As altas pressões do manto forçam o dióxido de carbono das rochas para os minerais ricos em ferro, que retiram o oxigênio e deixam o carbono para formar um diamante. E isso é exatamente o que Frost descobriu quando recriou o processo usando as prensas – basicamente fabricando um diamante do nada.

Mas Frost provavelmente terá dificuldades em ficar rico com sua fabricação. Os diamantes levam longo tempo para serem formados. “Para ter um diamante de 2 a 3 milímetros, teria que esperar semanas”, diz. Isso não o deteve na experimentação de novas fontes para sua máquina de fazer diamantes.

A pedido de uma emissora de televisão alemã, ele tentou criar alguns diamantes a partir da pasta de amendoim, material rico em carbono. “Muito hidrogênio foi liberado, o que destruiu o experimento. Mas depois disso, consegui os diamantes.”

Experiências malucas à parte, o instituto alemão agora se concentra em descobrir se consegue produzir diamante artificial com diferentes propriedades.

Adicionar boro aos diamantes poderia torná-los semicondutores mais eficientes para artigos eletrônicos, que não aquecem com o uso – um dos maiores desperdícios de energia na indústria eletrônica atualmente.

Utilizar outras estruturas de carbono como matéria-prima, na forma de nano-tubos, pode até fazer com que se chegue a um tipo de diamante superforte, mais resistente do que qualquer material que conhecemos.

Frost, no entanto, ainda gosta de se dedicar a desvendar os segredos sobre a história da Terra – e, potencialmente, sobre a vida extraterrestre. “Estamos interessados em saber como o interior da Terra interagiu com a superfície; ao longo da existência da Terra, isso foi muito importante”, diz. “E se estamos procurando por outros planetas habitáveis, teremos que considerar muitos desses processos.” Um trabalho vital que certamente compensa o sacrifício de um pouco de pasta de amendoim – e explosões ocasionais.

Fonte: BBC

Livros de Gil DePaula

www.amazon.com.br          www.clubedeautores.com.br   – digite: Gil DePaula