Usando as características únicas das pedras preciosas para descobrir antigas rotas comerciais

WASHINGTON, DC — Desde os tempos antigos, as pedras preciosas têm sido extraídas e comercializadas em todo o mundo, às vezes viajando por continentes desde a sua origem. As gemas são geologicamente definidas como minerais celebrados pela beleza, força e raridade. A sua composição elementar única e orientação atómica funcionam como uma impressão digital, permitindo aos investigadores descobrir o passado das pedras e, com ele, as rotas comerciais históricas.

Em AIP Advances, da AIP Publishing, Khedr et al.empregou três técnicas espectroscópicas modernas para analisar rapidamente as gemas encontradas no Escudo Árabe-Núbio e compará-las com gemas semelhantes de todo o mundo. Usando espectroscopia de decomposição induzida por laser (LIBS), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia Raman, os autores identificaram elementos que influenciam a cor das gemas, diferenciaram pedras encontradas dentro e fora da região e distinguiram naturais de sintéticas.

O Escudo Árabe-Núbio é uma exposição de depósitos minerais que imprensa o Mar Vermelho, nos atuais Egito e Arábia Saudita. Os depósitos datam da era geológica mais antiga da Terra e os metais preciosos e pedras preciosas têm sido extraídos há milhares de anos.

“Mostramos as principais características espectroscópicas das pedras preciosas dessas localidades do Oriente Médio para distingui-las de suas contrapartes em outras localidades do mundo”, disse o autor Adel Surour. “Isso inclui uma variedade de gemas de silicato, como a esmeralda das antigas minas de Cleópatra no Egito, além de ametista, peridoto e amazonita de outros locais históricos, que datam principalmente da época romana.”

As diversas técnicas espectroscópicas empregadas revelaram informações diferentes sobre as pedras. LIBS caracteriza rapidamente a composição química, enquanto FTIR determina grupos funcionais ligados à estrutura e indica a presença de água e outros hidrocarbonetos. Mesmo para materiais quimicamente idênticos, a espectroscopia Raman mostra a estrutura cristalina única dos átomos das gemas.

Os autores identificaram que o conteúdo de ferro se correlaciona com a tonalidade roxa característica das ametistas, e outros elementos como cobre, cromo e vanádio também são responsáveis ​​pela colorização. Um pico de água exclusivo expõe gemas sintéticas cultivadas em laboratório, que são úteis para fins científicos e idênticas às gemas naturais, mas são mais baratas.

A estrutura cristalina diferenciou contas de amazonita do México, Jordânia e Egito.

“Pedras preciosas como esmeralda e peridoto são extraídas desde a antiguidade”, disse Surour. “Às vezes, algumas pedras preciosas eram trazidas por marinheiros e comerciantes para suas terras natais. Por exemplo, as coroas reais na Europa são decoradas com pedras preciosas peculiares originárias da África ou da Ásia. Precisamos de métodos precisos para distinguir a origem de uma pedra preciosa e traçar rotas comerciais antigas, a fim de ter informações corretas sobre o local original de onde ela foi extraída.”

- Este comunicado de imprensa foi fornecido pelo Instituto Americano de Física