Los procesos que conducen al crecimiento de diamantes son impulsados por el reciclaje de sedimentos oceánicos en zonas de subducción
La Tierra no es alguien que se quede quieta. Durante aproximadamente 3 mil millones de años, nuestro planeta ha estado reciclando perpetuamente su fondo oceánico, tragando la vieja corteza oceánica en algunas áreas y derramando nuevos fondos marinos en otras. Los diamantes, al parecer, son los hermosos subproductos de toda esta inquietud.
Investigados por los pequeños restos de sal atrapada, los científicos han demostrado que la mayoría de los diamantes son cristales de carbono sumergido, creados a partir de costras de fondos marinos reciclados que se calientan a gran profundidad.
"Había una teoría de que las sales atrapadas dentro de los diamantes provenían del agua de mar marina, pero no se podían analizar", dice el autor principal Michael Förster de la Technische Universität Berlin.
"Nuestra investigación mostró que procedían de sedimentos marinos".
La palabra "diamante" se deriva del término griego "adamas", que significa "invencible". El nombre es una referencia a la dureza del material, pero podría describir con la misma facilidad el lugar de nacimiento de la gema.
Aparte de los que han llegado aquí desde el espacio, la mayoría de los diamantes se forman en partes muy antiguas del manto de la Tierra, una capa que representa más del 80 por ciento del volumen total del planeta y, sin embargo, nunca ha sido visitada por la humanidad.
En comparación, la delgada porción de corteza en la que vivimos actualmente representa solo el uno por ciento del volumen del planeta. Pero esa corteza todavía tiene unos 35 kilómetros de profundidad, por lo que nos ha resultado difícil estudiar directamente el manto de la Tierra.
Justo esta semana, una misión de perforación de una década para observar estas misteriosas profundidades se cerró después de "una pesadilla continua de seis meses" en la que el agujero seguía colapsando.
Sin acceso al manto, la verdadera formación de diamantes ha permanecido durante muchos años como una pregunta sin respuesta. Un equipo internacional de geocientíficos, dirigido por investigadores de la Universidad Macquarie en Australia, ha hecho un esfuerzo para resolver el debate desde la comodidad de la superficie de la Tierra.
Al recrear las presiones y temperaturas extremas que se encuentran a 200 kilómetros (124 millas) bajo tierra, el equipo ha demostrado que el agua de mar en los sedimentos del fondo del océano puede producir absolutamente el equilibrio de los líquidos salados que se encuentran comúnmente en los diamantes.
Imágenes electrónicas retrodispersas de cargas experimentales
Hoy en día, la mayoría de los diamantes que vemos en las tiendas o en los dedos se ven muy claros, y son valorados por esta calidad. Pero también existen "diamantes fibrosos": estos se forman tan rápidamente que atrapan accidentalmente trazas de sodio, potasio y otros minerales. Estas inclusiones les dan un aspecto turbio, pero esa impureza también nos permite una ventana clara hacia su pasado.
El equipo analizó la formación de diamantes salados colocando muestras de sedimentos marinos dentro de un recipiente sellado, junto con un tipo común de roca del manto llamada peridotita. Al aumentar la presión y el calor, probaron cómo podrían afectar a estos líquidos salados las diferentes condiciones en partes del manto.
El balance de sodio y potasio más similar al diamante se produjo a temperaturas entre 800°C y 1.100°C, presiones entre cuatro y seis gigapascales y profundidades entre 120 y 180 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra.
"Si 'la mayoría de los diamantes fueran creados iguales', se inferiría que la reacción entre las rocas sedimentarias y la peridotita durante la subducción es un mecanismo principal para la formación de diamantes litosféricos y carbonatos del manto", concluyen los autores.
Para que se formen diamantes como este, explican, las condiciones tienen que ser así. Una gran losa de fondo marino, por ejemplo, tendría que deslizarse más de 200 kilómetros; este deslizamiento tectónico, conocido como subducción, tendría que ocurrir bastante rápidamente.
Antes de que esta losa gigante llegue al manto superior a 800°C y comience a fundirse, debe comprimir en más de 40.000 veces la presión atmosférica de nuestro planeta. De lo contrario, no nace el diamante.
Durante este proceso, los fluidos salados de antiguos ambientes marinos también se deslizan hacia abajo en el manto inferior e interactúan con las peridotitas, produciendo cloruros como resultado. Más tarde, estos se funden y forman rocas volcánicas que contienen diamantes llamados kimberlitas, que eventualmente entran en erupción en la superficie de la Tierra para que podamos encontrarlos y cuidarlos.
"Demostramos que los procesos que conducen al crecimiento de diamantes son impulsados por el reciclaje de sedimentos oceánicos en zonas de subducción", dice Förster.
En otras palabras, ese diamante en tu joyero ha visto más del planeta que los humanos nunca podríamos esperar. Es, en esencia, cientos de millones de años de historia de las profundidades marinas, comprimidos en una pequeña y hermosa gema.
La investigación se publica en Science Advances: Melting of sediments in the deep mantle produces saline fluid inclusions in diamonds
