Última atualização: 5 de outubro de 2020

Os primeiros minerais dos sistemas estelares

O que é um mineral?

Um mineral é uma substância natural, sólida, inorgânica, que possui uma composição química precisa e uma estrutura atômica cristalina ordenada. Por exemplo, a fórmula química do quartzo é SiO₂, indicando uma composição de silício e oxigênio em proporções fixas. Não confunda rochas com minerais. Um mineral é uma substância pura, enquanto uma rocha é um agregado composto por vários minerais. Por exemplo, o granito é uma rocha formada por quartzo (SiO₂), feldspato (KAlSi₃O₈) e mica (KAl₂(Si₃Al)O₁₀(OH,F)₂), sendo cada um deles um mineral distinto.

A matéria após a nucleossíntese primordial

Após o Big Bang, o universo primordial era essencialmente composto de hidrogênio e hélio, com traços mínimos de lítio. Esses elementos leves se formaram durante os primeiros instantes do universo em um processo chamado nucleossíntese primordial.
Não são esses primeiros elementos leves que formarão os primeiros cristais. Em outras palavras, a nucleossíntese primordial não permite explicar a formação dos primeiros minerais.
Para que minerais se formem, são necessários elementos mais pesados (carbono, oxigênio, alumínio, silício, ferro, etc.).

Os primeiros sólidos do universo se formam nos Ejecta Estelares

Os elementos mais pesados foram produzidos no núcleo das estrelas por reações de fusão nuclear. Quando uma estrela chega ao fim de sua vida, especialmente nas explosões de supernova, ela libera no espaço os elementos pesados que produziu. No entanto, os minerais formados nesses ejecta são bastante simples e pouco diversos, pois as condições físico-químicas extremas não permitem a formação de muitos minerais estáveis.

Os minerais primordiais presentes nos ejecta estelares são os primeiros sólidos a se condensar a partir dos gases quentes e ionizados expelidos durante a morte das estrelas. Esses minerais se formam em condições extremas de temperatura e pressão, e sua composição é limitada pelos elementos químicos produzidos e dispersos no espaço interestelar.

Grãos de silicatos simples como as olivinas (Mg₂SiO₄) e os piroxenos (MgSiO₃), bem como compostos ricos em carbono (como diamantes e carbonetos), podem se condensar nesses ejecta. A maioria dos "minerais" nos ejecta estelares são poeiras interestelares, pequenas partículas de carbono, silício, ferro e outros elementos, muitas vezes amorfas (sem estrutura cristalina ordenada) ou pouco cristalizadas.

Após uma explosão estelar, alguns tipos de minerais primordiais e sólidos simples se formam nos ejecta estelares. Os principais tipos de minerais e elementos sólidos observados nesses ambientes são silicatos, carbonetos, grafitas, nanodiamantes, óxidos metálicos, sulfetos, metais e ligas.

Esses minerais primordiais encontrados nos ejecta estelares são relativamente simples e representam os blocos de construção da matéria sólida no meio interestelar. Eles se formam em condições específicas de temperatura e pressão e dependem principalmente dos elementos químicos disponíveis, como silício, magnésio, ferro, carbono, enxofre e alumínio.

O número de minerais primordiais estáveis é estimado em apenas cerca de quinze.

Número de minerais presentes na Terra

Estima-se que, na Terra, existam mais de 5.000 minerais identificados e catalogados, cada um com sua composição química e propriedades físicas únicas. A evolução geológica da Terra e os processos biológicos ao longo do tempo permitiram que esses minerais se formassem a partir de processos como cristalização, sedimentação e metamorfismo.

Os primeiros minerais da Terra

Os primeiros minerais da Terra foram formados a partir do resfriamento do magma que se solidificou. Esses minerais eram ricos em ferro, magnésio e silício, como a olivina (Mg₂SiO₄) e o piroxeno (MgSiO₃).

Conclusão

Os primeiros minerais do universo são uma chave para entender a história e a formação da matéria. Eles representam as etapas iniciais da formação de sólidos a partir de gases e são fundamentais para entender a mineralogia terrestre e a evolução do nosso planeta.

Os minerais primordiais encontrados nos ejecta estelares são os predecessores dos minerais que encontramos na Terra e em meteoritos. Entender esses processos é essencial para descrever a formação do nosso universo e a evolução da matéria sólida que constitui a Terra.