domingo, 2 de octubre de 2011

Diamantes con noticias del centro de la Tierra

Unos cuantos diamantes impuros de una mina brasileña se convirtieron en valiosos para la ciencia, porque se formaron a 700 kilómetros de profundidad. Eso demuestra que el ciclo de carbono, clave de la vida, se extiende muy dentro del manto terrestre



Texto: El País y / Fotos: Indiandiamonds

Los científicos saben cómo está hecha la Tierra por dentro, sobre todo con técnicas de sismología, descifrando cómo se propagan las ondas sísmicas en diferentes materiales y capas del interior del planeta. Pero las tomas de muestras directas del subsuelo proceden de solo unos pocos kilómetros de profundidad, extraídas de los pozos de prospección geológica. Los diamantes superprofundos son, por tanto, testigos de excepción de lo que pasa en la Tierra hasta el manto, la capa que se extiende desde unos 10 kilómetros bajo la superficie hasta unos 2.900 kilómetros.
Michael Walter (Universidad de Bristol, Reino Unido) y sus colegas de Brasil y de EEUU, examinaron miles de diamantes de Juina y encontraron seis prometedores por las inclusiones, o impurezas, que tenían. Estos minerales atrapados en las gemas son indicadores para poder reconstruir su historia. "Las inclusiones en los diamantes son fantásticas para estudiar la parte inaccesible de las profundidades de la Tierra, algo así como estudiar insectos extinguidos y conservados en ámbar", dice Walter.

DESDE EL FONDO DEL OCÉANO
El origen de los diamantes de Juina se remonta al material orgánico y mineral acumulado en el suelo oceánico que se hundió hasta el manto superior terrestre por la dinámica de las placas tectónicas. La proporción de isótopos de carbono en cuatro de los diamantes analizados apunta hacia ese origen en la corteza oceánica. Pero las inclusiones de las piedras son testigo de minerales que se forman cuando los basaltos se funden y cristalizan en condiciones extremas de presión y temperatura del manto inferior (más de 660 kilómetros), y no a 200 kilómetros de profundidad como la mayoría de los diamantes. Esas impurezas analizadas por los investigadores son granitos minerales que miden de una a dos centésimas de milímetro.


Después de haberse formado en el manto inferior, con las inclusiones, mecanismos geológicos como las columnas emergentes del manto inferior al superior transportarían aquellos diamantes, que subirían finalmente hasta el subsuelo de Brasil en las rocas volcánicas llamadas kimberlitas, de las que se obtienen estas gemas. Pese a su origen profundo, las piedras de Juina son comparativamente jóvenes, ya que se formaron hace solo unos 100 millones de años, mientras que la mayoría de los diamantes de alta calidad tiene entre 1.000 y 3.500 millones de años, y tienen un origen más superficial. Su edad equivale entre un 25 y un 75% de la edad de la Tierra.


Los diamantes también pueden ser producidos sintéticamente en un proceso de alta presión y alta temperatura que simula aproximadamente las condiciones en el manto de la Tierra. Una alternativa técnica completamente diferente es la deposición química de vapor. Algunos materiales distintos al diamante, incluyendo a la zirconia cúbica y carburo de silicio, son denominados frecuentemente como simulantes de diamantes, semejando al diamante en apariencia y muchas propiedades. Se han de-sarrollado técnicas gemológicas especiales para distinguir los diamantes sintéticos y los naturales, y simulantes de diamantes.

EL NOMBRE LO DICE TODO
El diamante es el material natural más duro conocido hasta el momento, donde la dureza está definida como la resistencia a la rayadura. El diamante tiene una dureza de 10 (la máxima dureza) en la escala de Mohs de dureza de minerales. La dureza del diamante ha sido conocida desde la antigüedad, y es la fuente de su nombre: adamás, que en griego significa inalterable, irrompible o indomable. La fascinación por estas piedras ha llevado, en la actualidad, a que el negocio sea controlado en los países inestables de África occidental, por grupos rebeldes. Son los llamados ‘diamantes de sangre’, que intentan ser controlados por la comunidad internacional.


Los diamantes naturales más duros en el mundo son de los campos de Copeton y Bingara, ubicados en el área de New England en Nueva Gales del Sur, Australia. Fueron llamados can-ni-faire ("no puede hacerse nada con ellos" -una combinación del inglés can, poder; italiano ni, no y el francés faire = hacer) por los cortadores en Amberes cuando empezaron a llegar en cantidades desde Australia en la década de 1870. Estos diamantes son generalmente pequeños, octaedros perfectos a semiperfectos, y se usan para pulir otros diamantes.


Su dureza está asociada con la forma de crecimiento del cristal, que es en una sola etapa. La mayoría de otros diamantes muestra más evidencias de múltiples etapas de crecimiento, lo que produce inclusiones, fallas y planos de defectos en la red cristalina, todo lo que afecta su dureza. Es posible tratar diamantes regulares bajo una combinación de presión alta y temperatura alta para producir diamantes que son más duros que los diamantes usados en dispositivos de dureza.


En resumen, el carbono del material orgánico depositado en el fondo oceánico emprendió un largo viaje hacia el manto terrestre y volvió a subir en forma de diamantes. Esto extiende el ciclo del carbono considerablemente. "La investigación muestra el alcance de ciclo del carbono a escala de todo el planeta, conectando procesos químicos y biológicos que ocurren en la superficie y en los océanos con el interior de la Tierra", señala Nick Wiggintong, de la revista Science, en la que Walter y sus colegas han presentado su investigación de los diamantes superprofundos de Juina. "Los resultados dan una perspectiva más amplia del planeta Tierra como un sistema integrado, dinámico", añade.


Se conocían ya estudios sismológicos que indicaban que el ciclo del carbono llegaría al manto superior terrestre, hasta unos 400 kilómetros de profundidad, donde grandes placas de la corteza oceánica, con sedimentos ricos en carbono, se hundirían y se mezclarían con rocas fundidas del manto. También había algunos estudios sismológicos y geoquímicos que apuntaban hacia mayores profundidades, hasta el manto inferior, pero obtener muestras en forma de rocas es muy difícil y los diamantes de Juina son una prueba directa.
"El manto terrestre es el mayor depósito de carbono del planeta y sabemos muy poco de él", señala Walter. Dado que el ciclo del carbono es una de las pesadillas de los científicos del clima por su complejidad y sus implicaciones en las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero, cabe pensar si los diamantes superprofundos de Brasil tienen también implicaciones en el calentamiento global. "Esto no va a influir en el clima de mañana, pero lo que nuestros resultados nos están diciendo es que el carbono de la superficie terrestre puede penetrar hasta el manto inferior, lo que puede ser un sumidero de carbono a largo plazo", responde Walter.

Las gemas más antiguas del mundo
Los diamantes más antiguos descubiertos por el hombre estaban dentro de un pedazo de cristal de zircón en Australia. Los científicos dicen que estos diamantes minúsculos tienen más de 4.000 millones de años. Se estima que la Tierra se formó hace 4.500 millones de años, y que el mundo se cubrió con un océano de lava líquida por cinco millones de años después de eso. La edad de estos diamantes prueba que ningún diamante pudo formarse en un mundo enteramente cubierto con magma, porque se habrían derretido y desintegrado. No se sabe cómo estos diamantes antiguos quedaron dentro del zircón.
El zircón es el mineral más antiguo conocido de la Tierra y uno de los minerales más abundantes en la corteza terrestre. Se formó como primer producto de cristalización de la roca magmática .
Los científicos usan el zircón para estudiar los primeros millones de años después de la formación de la Tierra, porque este mineral es extremadamente estable y sólido. Su estructura química no varía, así que se puede asumir que ha permanecido sin cambios durante millones de años. Si la tierra se enfrió lo suficiente para que los diamantes se formen, la vida pudo haber comenzado sobre la Tierra mucho antes de lo que actualmente se estima. Analizando el contenido de carbono de estos diamantes, descubrieron que la vida podría haber surgido al mismo tiempo. Si fue así, toda la historia natural conocida debe ser rescrita.

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