Como os cristais se formam?

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Como os cristais se formam?– Alyssa Marie, 5 anos, Novo México

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Cientificamente falando, o termo “cristal” refere-se a qualquer sólido que tenha uma estrutura química ordenada.Isso significa que suas partes estão dispostas em um padrão ordenado com precisão, como tijolos em uma parede.Os “tijolos” podem ser cubos ou formas mais complexas.

Eu sou um cientista da Terra e um professor, então passo muito tempo pensando em minerais.São substâncias sólidas que são encontrados naturalmente no solo e não pode ser dividido em materiais diferentes além seus átomos constituintes.As rochas são misturas de diferentes minerais. Todos os minerais são cristais, mas nem todos os cristais são minerais.

A maioria das lojas de pedras vende cristais minerais que ocorrem na natureza.Um é pirita, que é conhecida como ouro dos tolos porque parece ouro verdadeiro.Algumas lojas também oferecem cristais vistosos feitos pelo homem, como bismuto, um elemento natural que forma cristais quando é derretido e resfriado.

Por que e como os cristais se formam

Os cristais crescem quando moléculas semelhantes se aproximam umas das outras e se unem, formando ligações químicas que agem como velcro entre os átomos.Os cristais minerais não podem simplesmente começar a formar-se espontaneamente – eles precisam de condições especiais e de um local de nucleação para crescer.Um local de nucleação pode ser uma aresta áspera de rocha ou uma partícula de poeira na qual uma molécula esbarra e adere, iniciando a reação em cadeia de cristalização.

Na superfície da Terra ou perto dela, muitas moléculas estão dissolvidas na água que flui através ou sobre o solo.Se houver moléculas semelhantes suficientes na água, elas se separarão da água como sólidos – um processo chamado precipitação.Se tiverem um local de nucleação, irão aderir a ele e começarão a formar cristais.

Sal-gema, que na verdade é um mineral chamado halita, cresce dessa maneira.O mesmo acontece outro mineral chamado travertino, que às vezes forma saliências planas em cavernas e ao redor de fontes termais, onde a água provoca reações químicas entre a rocha e o ar.

Você pode fazer “estalactites de sal”em casa, cultivando cristais de sal em um barbante.Neste experimento, a corda é o local de nucleação.Quando você dissolve os sais de Epsom na água e coloca um barbante nela e depois deixa por vários dias, a água irá evaporar lentamente e deixar os sais de Epsom para trás.À medida que isso acontece, os cristais de sal precipitam-se da água e formam cristais no fio.

Muitos lugares da crosta terrestre são quentes o suficiente para rochas para derreter em magma.À medida que o magma esfria, cristais minerais crescem a partir dele, assim como a água congela em cubos de gelo.Esses cristais minerais se formam em temperaturas muito mais altas do que o sal ou o travertino que precipitam na água.

O que os cristais podem dizer aos cientistas

Os cientistas da Terra podem aprender muito com diferentes tipos de cristais.Por exemplo, a presença de certos cristais minerais nas rochas pode revelar a idade das rochas.Este método de datação é chamado geocronologia – literalmente, medir a idade dos materiais da Terra.

Um dos cristais minerais mais valorizados pelos geocronologistas é zircão, que é tão durável que literalmente resiste ao teste do tempo.O zircões mais antigos já encontrados vêm da Austrália e têm cerca de 4,3 bilhões de anos – quase tão tão velho quanto o nosso próprio planeta.Os cientistas usam as mudanças químicas registradas nos zircões à medida que eles crescem como um “relógio” confiável para descobrir quantos anos têm as rochas que os contêm.

Alguns cristais, incluindo zircões, possuem anéis de crescimento, como o anéis de uma árvore, que se formam quando camadas de moléculas se acumulam à medida que o mineral cresce.Esses anéis podem dizer aos cientistas todo tipo de coisas sobre o ambiente em que cresceram.Por exemplo, alterações na pressão, temperatura e composição do magma podem resultar em anéis de crescimento.

Às vezes, os cristais minerais crescem à medida que a alta pressão e a temperatura dentro da crosta terrestre mudam as rochas de um tipo para outro, em um processo chamado metamorfismo.Este processo faz com que os elementos e as ligações químicas da rocha se reorganizem em novas estruturas cristalinas.Muitos cristais espetaculares crescem dessa maneira, incluindo granada, cianita e estaurolita.

Formas incríveis

Quando um mineral precipita da água ou cristaliza do magma, quanto mais espaço ele tiver para crescer, maior ele poderá se tornar.Existe um caverna no México cheia de cristais gigantes de gesso, alguns dos quais têm 12 metros de comprimento – o tamanho de postes telefônicos.

Cristais minerais especialmente vistosos também são valiosos como pedras preciosas para joias, uma vez cortados em novos formatos e polidos.O preço mais alto já pago por uma pedra preciosa foi de US$ 71,2 milhões pela Diamante Estrela Rosa CTF, que foi a leilão em 2017 e vendido em menos de cinco minutos.

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