El mineral dolomita, que se compone de capas estructuradas de carbonato de calcio y magnesio, desempeña un papel crucial en la creación de hitos geológicos conocidos como las montañas Dolomitas en Italia, la escarpa del Niágara en América del Norte y los acantilados blancos de Dover en o Reino Unido. Os cientistas têm perguntado como a dolomita é formada durante muitos anos. Eles finalmente conseguiram descobrir.
Neste artigo daremos todos os detalhes sobre como a dolomita se forma e quais estudos levaram à descoberta dessa formação.
Características principais
A Dolomita é um mineral que pertence ao grupo dos carbonatos e sua composição química básica consiste em carbonato de cálcio e magnésio (CaMg(CO3)2). Esta pedra, frequentemente encontrada na natureza sob a forma de rochas sedimentares, distingue-se por várias características notáveis.
Em primeiro lugar, A Dolomita apresenta uma dureza que varia entre 3,5 e 4 na escala de Mohs., o que o coloca numa posição intermediária em termos de resistência à abrasão. O seu aspecto pode variar do incolor ao branco, passando pelos tons cinzento, rosa, verde ou castanho, o que lhe confere uma diversidade de cores que o torna apreciado em aplicações ornamentais e de construção.
Uma característica distintiva da dolomita é sua capacidade de reagir com ácidos fracos, como ácido cítrico ou ácido clorídrico diluído, liberando dióxido de carbono no processo. Essa propriedade, conhecida como efervescência, é uma forma prática de identificar a presença de dolomita em uma amostra.
A Dolomita é reconhecida por sua associação geológica com rochas sedimentares, principalmente em formações ricas em cálcio e magnésio. A sua formação ocorre em ambientes marinhos, lacustres e diagenéticos, muitas vezes como resultado de alteração química de minerais de carbonato de cálcio pré-existentes.
Como a dolomita é formada
Nos últimos dois séculos, os cientistas têm ficado perplexos com a presença generalizada desta substância em numerosos locais, apesar da sua virtual ausência em formações recentes e da incapacidade de a replicar num laboratório controlado. No entanto, um avanço está no horizonte.
O "problema da dolomita" surge da desconcertante contradição entre a presença abundante de dolomita em depósitos antigos e sua incapacidade de se formar em ambientes atuais, tanto em ambientes naturais como em condições laboratoriais controladas.
A crença original em torno da formação da dolomita era que ela ocorria como resultado da evaporação da água salgada, que produzia uma solução concentrada contendo carbonato de cálcio e magnésio. No entanto, esta hipótese foi refutada quando as tentativas de recriar este processo em laboratório falharam.
Nova hipótese sobre como a dolomita se forma
Cientistas da Universidade de Michigan e da Universidade de Hokkaido propuseram uma nova teoria para desvendar o mistério da formação de montanhas usando dolomita. De acordo com esta teoria, A chave está na dissolução periódica da dolomita.
Apesar das inúmeras tentativas dos cientistas desde a sua identificação inicial em 1791 por Déodat de Dolomieu, este mineral escapou ao cultivo bem sucedido em ambientes de laboratório que imitam as suas supostas condições naturais de formação.
No processo de formação mineral na água, Os átomos geralmente são organizados sistematicamente ao longo da fronteira de expansão do cristal. No caso da dolomita, essa fronteira é composta por fileiras alternadas de cálcio e magnésio. Porém, há casos em que essas fileiras não se alinham de forma organizada, resultando em imperfeições na estrutura cristalina. Essas imperfeições impedem o crescimento da dolomita, obstruindo a formação das camadas subsequentes.
Caso o ambiente onde este mineral específico é criado sofra alterações de temperatura ou salinidade, como as que ocorrem em zonas costeiras ou lagoas, o processo de ordenação é bastante acelerado. Estas flutuações desempenham um papel crucial no alinhamento das fileiras de cálcio e magnésio na periferia do cristal de dolomita.
A razão para isto é que estas variações modificam a capacidade da água de dissolver íons de cálcio e magnésio. Quando a solubilidade de um íon aumenta, ele se torna mais solúvel em água, enquanto quando diminui tem maior tendência a precipitar no vidro.
O desenvolvimento acelerado de camadas de dolomita é facilitado por lavagens frequentes. A água, como a chuva ou os ciclos das marés, carrega íons de cálcio e magnésio que foram deslocados dentro da estrutura cristalina.
Ao longo dos anos, a limpeza repetida destas imperfeições resulta na criação de uma camada de dolomite que, ao longo do tempo geológico, contribui para a formação de montanhas. Atualmente, a formação de dolomita ocorre num número limitado de áreas que sofrem inundações intermitentes seguidas de dessecação. Isto está de acordo com a hipótese de que as flutuações de temperatura ou salinidade são essenciais para o desenvolvimento da dolomita.
Experimente em um ambiente de laboratório controlado
Para validar a hipótese, os cientistas cultivaram dolomita com sucesso em um ambiente de laboratório controlado. Introduzindo um pequeno cristal de dolomita como catalisador para a formação de cristais adicionais, eles o mergulharam em uma solução de cálcio e magnésio. Usando um feixe de elétrons, Eles simularam condições cíclicas submetendo o vidro a aproximadamente 4.000 impactos durante um período de duas horas.
Ao usar uma viga, a solução se divide, resultando na criação de um ácido que remove os pontos frágeis e protege os mais fortes. As lacunas na estrutura cristalina são rapidamente ocupadas por átomos de magnésio e cálcio, que precipitam da solução e se organizam nas fileiras essenciais de átomos necessários para a formação da dolomita.
No cristal de dolomita houve um aumento notável de cerca de 100 nanômetros, aproximadamente 250.000 vezes menor que o tamanho de uma moeda. Até agora, apenas um máximo de cinco camadas de dolomita foram alcançadas em ambiente de laboratório, o que torna a criação de aproximadamente 300 camadas verdadeiramente extraordinária.
A realização de aproximadamente 300 camadas de dolomita em ambientes de laboratório excede em muito a limitação anterior de apenas cinco camadas. Esta solução proposta para o quebra-cabeça não apenas fornece uma nova perspectiva, mas Também apresenta um método inovador para engenharia e fabricação de substâncias cristalinas. Estas substâncias têm grande utilidade em campos contemporâneos como semicondutores, painéis solares, baterias e outros domínios tecnológicos.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre como a dolomita é formada e suas características.