Encuentran una reserva de diamantes tan antigua como la Luna

El diamante es uno de los minerales más atesorados, tanto por sus propiedades únicas como por su escasez. No es ninguna sorpresa que existan reservas de diamantes muy profundas, en el manto de la Tierra; de hecho, un estudio publicado hace poco más de dos meses en la revista Science Advances concluía que la mayoría de los diamantes están hechos de material marino reciclado. Pero lo que llama la atención de este nuevo descubrimiento es su antigüedad: una reserva de diamantes que se encuentra prácticamente intacta desde la formación del planeta.

Los científicos ya sospechaban que tendría que haber un área del manto de la Tierra, en algún lugar entre la corteza y el núcleo, que debería contener una gran reserva de roca. Ahora, un equipo internacional de científicos ha logrado medir isótopos de helio contenidos en diamantes superprofundos traídos a la superficie por violentas erupciones volcánicas, para detectar las huellas de este antiguo depósito, escondido a más de 410 kilómetros bajo el nivel del mar en el manto de la Tierra.

Después de la formación de la Tierra, la actividad geológica violenta y los impactos extraterrestres interrumpieron el joven planeta, lo que significa que no queda casi nada de la estructura original de la Tierra. 

Pero en los años 80, algunos geoquímicos encontraron lavas de basalto con proporciones de isótopos de helio 3 y helio 4 mucho mayores de lo que esperaban; es decir, estas lavas de basalto reflejaban la misma proporción de isótopos que meteoritos muy antiguos que habían cambiado la estructura de la Tierra. Los isótopos estables no se descomponen, dado que la medición de éstos es un marcador geológico, que indica la antigüedad de estas lavas basálticas: eran materiales antiquísimos, de la etapa violenta de bombardeo de rocas extraterrestres que golpeó la Tierra en sus primeras etapas de formación; y cuya composición no había cambiado en los últimos cuatro mil millones de años.

La líder de investigación, la Dra. Suzette Timmerman, de la Universidad Nacional de Australia, lo explica en un comunicado de prensa: "Este patrón se ha observado en" Ocean Island Basalts, que son las lavas que salen a la superficie desde las profundidades de la Tierra y forman islas como Hawaii e Islandia. El problema es que, aunque estos basaltos salen a la superficie, solo podemos echar un pequeño vistazo a su historia. No sabemos mucho sobre el manto del que provienen sus masas fundidas".

Imágenes de microscopio electrónico de diamantes del área de Juina, Brasil/ Crédito: Suzette Timmerman.

Para abordar este problema, el equipo de Timmerman analizó las proporciones de isótopos de helio en diamantes súper profundos. La mayoría de los diamantes se forman entre 150 y 230 km debajo de la corteza terrestre. Muy ocasionalmente, algunos diamantes 'superprofundos' (creados entre 230 y 800 km debajo de la superficie de la Tierra) se elevan a la superficie. Estos diamantes superprofundos son reconociblemente diferentes de los diamantes normales.

Los diamantes son la sustancia natural más dura e indestructible conocida, por lo que forman una cápsula del tiempo perfecta que nos proporciona una ventana a las carácterísticas de la Tierra profunda. Como relata Timmerman, su equipo pudo extraer helio de veintitrés diamantes súper profundos del Juina, un área de Brasil. Estos mostraron la composición isotópica característica que esperaríamos de un yacimiento muy antiguo, confirmando que son remanentes de un tiempo igual o incluso anterior a la formación de la Luna.

Un apunte: hace hace unos cuatro mil quinientos millones de años, cuando la Tierra estaba recién formada, otro planeta llamado Teia, presumiblemente del tamaño de Marte, chocó con la Tierra recién nacida, en mitad del violento caos de la formación de los planetas rocosos del Sistema Solar. Esto provocó que los materiales de la Tierra y Teia se fundieran, reformando nuestro planeta; y los desechos se quedaron orbitando la Tierra hasta que formaron el cuerpo que hoy conocemos como la Luna.

¿Dónde se sitúa exactamente esta reserva? Por la geoquímica de estos diamantes, sabemos también que se formaron en un área llamada "zona de transición", que se encuentra entre 410 y 660 kilómetros debajo de la superficie de la Tierra. Esto significa que este depósito, sobrante de este violento comienzo de la Tierra, debe estar en esta área o debajo de ella.

Quedan, no obstante, algunas preguntas sobre esta antigua reserva de diamantes: ¿es una única gran reserva, o hay otras más pequeñas e igualmente antiguas? ¿Cuál es su composición química exacta? La doctora Suzette Timmerman y su equipo, por el momento, no tienen respuesta. Pero, al menos, este trabajo les permite enfocarse en lo que los investigadores han denominado “el material más antiguo que permanece relativamente intacto en la Tierra”.

Este trabajo se presentará a los científicos por primera vez el viernes 23 de agosto en la conferencia Goldschmidt en Barcelona, después de su publicación (15 de agosto) en la revista Science.

Fuente: S. Timmerman el al., Primordial and recycled helium isotope signatures in the mantle transition zone, Science (2019). DOI: 10.1126/science.aax5293