Los diamantes que guardan el secreto del origen del planeta
Los restos microscópicos de gases y minerales que quedan atrapados en su interior permiten a los científicos reconstruir la composición del entorno en el que se formaron.
Los diamantes nos proporcionan una ventana única al interior del planeta. Y a su origen. El análisis de piedras preciosas formadas en las profundidades ofrece uno de los pocos registros sobre la composición de la Tierra, a cientos de kilómetros bajo la litosfera. Los científicos sospechan que en algún punto de estos abismos, entre la corteza y el núcleo terrestre, existe un enorme depósito de roca que permanece sin cambios desde la formación del planeta, hace unos 4.600 millones de años. Pero hasta ahora no se ha podido confirmar su existencia ni su posible ubicación.
Un equipo internacional de investigadores aporta nuevas pistas, gracias al hallazgo de 24 diamantes ‘superprofundos’ cerca de Juina, en Brasil. El análisis de los isótopos de helio, atrapado en inclusiones microscópicas, ha permitido descubrir huellas de este antiguo yacimiento, que se hallaría escondido a más de 410 km bajo el nivel del mar en el manto de la Tierra. Su trabajo aparece este jueves en la revista Science y será presentado ante los científicos el viernes 23 en la conferencia Goldschmidt sobre geoquímica en Barcelona.
La mayoría de los diamantes se forman entre 150 y 230 km bajo de la corteza terrestre, antes de ser depositados en capas cercanas a la superficie. Sólo en raras ocasiones salen a la luz diamantes superprofundos -originados entre 230 y 800 km por debajo de la superficie- impulsados por violentas erupciones volcánicas. “Más del 99% de los diamantes recuperados de los ríos y las minas del área de Juina son superprofundos“, explica Suzette Timmerman, investigadora de la Universidad Nacional de Australia y primera autora del trabajo. “Por eso hemos trabajado específicamente con diamantes de esta zona”.
Varios diamantes vistos al microscopio / SUZETTE TIMMERMAN
POCO APRECIADOS POR LOS JOYEROS
Las impurezas de estos diamantes superprofundos suponen una valiosa muestra para estudiar las regiones en las que se originaron y entender cuál es la composición de estas capas remotas. Defectos microscópicos hacen que estos diamantes sean poco apreciados por los joyeros, pero de un valor inestimable para los geólogos. Los gases y minerales que quedan atrapados dentro permanecen comprimidos en sus formas originales. En ocasiones contienen también material orgánico de criaturas que alguna vez vivieron en antiguos fondos marinos. Son el testimonio de un viaje asombroso a través de cientos de kilómetros y millones de años.
“En este caso, por la geoquímica de los diamantes, sabemos que se formaron en un área que llamamos zona de transición, entre 410 y 660 km por debajo de la superficie de la Tierra”, explica Timmerman. Al medir los isótopos de los elementos capturados, los autores descubrieron una variabilidad extrema, así como una relación alta de helio 3 y el helio 4. Este gas noble es una de las mejores herramientas para entender la naturaleza de las regiones más profundas y antiguas del manto de la Tierra.
ORIGEN DE LA TIERRA
Poco después de la formación del planeta, la violenta actividad geológica y los impactos con otros astros modificaron su forma, lo que significa que casi nada de la estructura original de la Tierra se ha preservado. En la década de los ochenta los científicos descubrieron, al analizar lavas basálticas en diferentes zonas del mundo, que la relación entre el isótopo 3He/4He en algunos puntos era mucho más alta de lo normal, una relación isotópica que sólo se había visto en meteoritos que cayeron en la Tierra en aquellos primeros años del planeta. La conclusión es que esa lava tenía que haber sido transportada desde algún tipo de depósito profundo en la Tierra, con una composición que no ha cambiado significativamente en los últimos 4.000 millones de años.
Diamantes encontrados en el área de Juina, en Brasil / SUZETTE TIMMERMAN
“Este mismo patrón se ha observado en ‘Islas Oceánicas Basálticas’, en la lava que sale a la superficie desde las profundidades de la Tierra y forma islas como Hawai e Islandia”, señala la investigadora. “El problema es que aunque este basalto salga a la superficie, sólo vemos un atisbo de su historia. Sabemos poco sobre el manto del que proceden esos movimientos”.
UN MAR PRIMIGENIO
En este sentido, los diamantes hallados en Brasil confirman la existencia de esa fuente profunda y primordial de helio que ocasionalmente se infiltra en la zona de transición y se mezcla con material que se hunde desde las capas altas, creando diversas composiciones isotópicas que quedan registradas en basaltos. “Esto significa que ese depósito invisible hasta ahora, que permanece desde los albores de la Tierra, debe estar en esta área o debajo de ella”, afirma Timmerman. Aunque quedan muchas otras preguntas en el aire, por ejemplo si se trata de un sólo depósito o pequeñas áreas diseminadas bajo la corteza.
Por otro lado, estudios previos con diamantes obtenidos en la misma región del Mato Grosso brasileño habían sugerido que las regiones por debajo del manto superior podrían contener además un enorme depósito de agua. Un trabajo publicado en 2014 en Nature por Graham Pearson, investigador de la Universidad de Alberta, reveló la presencia de un mineral raro (la ringwoodita) que sugería la existencia de un mar a 400-600 km bajo la superficie de la Tierra. “El estudio de Pearson demostró que hay mucha agua en la zona de transición”, explica Timmerman. “Y nuestro trabajo confirma la presencia de material de la corteza subductora, que es una forma de transportar el agua a esas profundidades. Aunque también cabe la posibilidad que el agua en la zona de transición ya estuviera allí”.
