Solíamos pensar que los diamantes estaban en todas partes. Una nueva investigación sugiere que siempre han sido raros

Una nueva investigación arroja luz sobre los procesos tumultuosos que dan lugar a los diamantes, centrándose en un compañero púrpura distintivo que se encuentra junto a ellos.

Los diamantes son muy apreciados por sus cualidades, pero también por su rareza. Una forma de encontrarlos es buscar minerales asociados más comunes, como el granate piropo rico en cromo.

Las compañías de exploración de diamantes encuentran fácilmente este granate púrpura vibrante, en sedimentos aguas abajo de tuberías volcánicas potencialmente diamantíferas y en las tuberías mismas. La presencia de granate púrpura es un indicador de que los diamantes también pueden estar presentes.

Además, este granate no solo se encuentra cerca de los diamantes, sino que también se encuentra constantemente dentro de ellos. Entonces, al mejorar nuestra comprensión del granate piropo y su formación, también podemos mejorar nuestra comprensión de la formación de diamantes.

Era pensamiento antes este tipo de granate no podría formarse muy profundo en la Tierra. La teoría era que provenía de otro mineral rico en cromo, llamado espinela, que se formó poco profundo en el manto y luego fue empujado hacia donde las temperaturas y presiones eran más altas, lo que provocó la formación de granate.

Nuestra última investigación, publicado hoy en Nature, utiliza un nuevo modelo para revisar una vieja teoría que sugiere que estos granates piropos en realidad se forman mucho más profundo en el manto, alrededor de 100 a 250 km por debajo de la superficie actual. También sugiere que los diamantes podrían ser más raros de lo que pensamos.

Cómo se forman los diamantes y el granate piropo

El diamante es la forma cristalina del carbono elemental, estable a presiones muy altas y temperaturas relativamente bajas, traído accidentalmente a la superficie por poderosas erupciones volcánicas.

Las condiciones necesarias para formar diamantes a grandes profundidades en el manto terrestre solo se cumplen en unos pocos lugares. La distribución geográfica del diamante es muy desigual, con concentraciones notables en el sur de África, Congo, Tanzania, Canadá, Siberia y Brasil. Todos estos lugares se caracterizan por una antigua corteza continental de entre 2.500 y 3.500 millones de años.

Esta corteza se asienta sobre “raíces” profundas y fuertes, como la quilla de un iceberg, formada por un manto que se ha agotado químicamente en gran medida debido al intenso derretimiento a lo largo del tiempo.

Es aquí, en este manto agotado, que se extiende 250 km hacia el manto agitado y más cálido que se encuentra debajo, donde los diamantes tienen la mejor oportunidad de formarse. Entonces, ¿qué pasa con sus compañeros ricos en cromo?

Gracias a un modelo informático termodinámico, pudimos demostrar que los granates piropos pueden formarse muy profundo en la Tierra, a la misma profundidad que los diamantes. Específicamente, estos granates se habrían formado durante intensos eventos de calentamiento con presiones extremas y temperaturas superiores a 1800 ℃.

Cómo los continentes echaron raíces

Si bien este es un descubrimiento muy emocionante en sí mismo, lo que lo hace más relevante es que informa otras dos teorías importantes.

La primera se refiere a por qué los continentes se formaron de la forma en que lo hicieron, un punto sobre el que los expertos han especulado durante mucho tiempo.

Como se mencionó anteriormente, los granates piropos se formaron en afloramientos de calor extremo desde grandes profundidades. Nuestros hallazgos sugieren que estos afloramientos luego derritieron el manto superior en su lugar, formando la base estable de los continentes.

En otras palabras, las “raíces” que ayudan a los continentes a permanecer estables durante miles de millones de años son los restos de los mismos eventos de fusión del manto que produjeron granates piropos.

rareza de los diamantes

La segunda inferencia importante se refiere a la rareza de los diamantes.

Algunas los investigadores creen Los diamantes originalmente no eran raros, pero muchos fueron destruidos cuando la raíz del manto se erosionó y alteró debido al movimiento de las placas continentales en el globo. Nuestro modelo ofrece la perspectiva alternativa de que los diamantes pueden haber sido siempre escasos.

¿Cómo podemos evaluar si las cunas de diamantes necesarias -pedazos de manto muy reducidos en las raíces continentales- alguna vez fueron comunes y se volvieron raros con el tiempo, o si siempre han sido raros?

Cuando ocurrieron intensos eventos de derretimiento en la Tierra primitiva, los mismos derretimientos estallaron en la superficie continental como lavas altamente fluidas llamadas “komatiitas”. Estas lavas se conservan y analizan ampliamente. Tienen composiciones variables y nuestro modelo predice cuál de ellos podría haberse formado junto con el granate piropo rico en cromo.

Sabemos por decenas de miles de análisis químicos de komatiita que la composición particular asociada con este granate piropo es muy rara. De hecho, para formarse, el magma debe interactuar con un manto excepcionalmente reducido que ha pasado por muchos eventos de fusión. Solo entre el 8% y el 28% de komatita se ajusta a esta factura.

De esto podemos deducir que los granates piropos y los dominios altamente agotados del manto del que se originan siempre han sido raros, incluso en la Tierra primitiva. Y debido a que los diamantes tienen afinidad por estas rocas en particular, también deben haber sido raros, lo que los hace aún más notables.

Carlos WalshEstudiante de doctorado, Universidad Tecnológica de Queensland; Balz Kamberprofesor de petrología, Universidad Tecnológica de QueenslandY emma tomlinsonProfesor adjunto, Trinity College Dublín

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