Descubierto el valor científico único de un diamante que se iba a vender en una joyería

El mineral, que partió desde una profundidad de 660 kilómetros, revela una parte desconocida de la historia del agua en las entrañas de la Tierra

Los secretos del manto terrestre se concentran en un diamante de 1,5 centímetros y 3.800 millones de años, en la palma de la mano de la investigadora Tingting Gu.
Los secretos del manto terrestre se concentran en un diamante de 1,5 centímetros y 3.800 millones de años, en la palma de la mano de la investigadora Tingting Gu.Tingting Gu (Gemological Institute of New York)

La gemóloga Tingting Gu, del Instituto Gemológico de América (GIA) en Nueva York (Estados Unidos), estaba tasando y verificando un diamante, a punto de ser incrustado como otra joya más de bisutería en un anillo, cuando se percató en el microscopio de su relevancia geológica. Era el segundo diamante de ringwoodita jamás descubierto.

Para identificar su hallazgo, Gu contactó con el profesor Fabrizio Nestola, investigador del departamento de Geociencia de la Universidad de Padua (Italia). La rareza del diamante IaB, como lo denominan en el estudio publicado en la revista Nature, consiste en que está compuesto de los minerales ferropericlasa, ringwoodita y enstatita. “Es la primera vez que se da esta combinación, que confirma nuestros experimentos en el laboratorio y nos da un conocimiento inédito sobre la composición y estructura de uno de los lugares más inaccesibles y recónditos de la Tierra”, detalla entusiasmado Nestola, coautor del estudio internacional.

La gema de 1,5 centímetros, y en buenas condiciones, procedía de la mina Karowe de Botsuana (África) y su análisis sugiere que a 660 kilómetros bajo tierra hay minerales en contacto con agua. El trabajo cambia la historia conocida sobre el subsuelo terrestre, pues el agua está mucho más presente en su composición geoquímica de lo que se intuía.

El descubrimiento nos da un conocimiento inédito sobre la composición y estructura de uno de los lugares más inaccesibles y recónditos de la Tierra
Fabrizio Nestola, investigador del departamento de Geociencia de la Universidad de Padua (Italia)
La investigadora Tingting Gu analizando el diamante en colaboración con el profesor Fabrizio Nestola, en Italia.
La investigadora Tingting Gu analizando el diamante en colaboración con el profesor Fabrizio Nestola, en Italia.Tingting Gu

Los diamantes son máquinas de tiempo (geológico). Se formaron en las profundidades terrestres hace millones de años, a base de presión y altas temperaturas, para luego ser expulsados debido a la subducción de las placas tectónicas a través de volcanes y terremotos. Estos minerales son una de las mejores maneras de conocer qué ocurre a miles de kilómetros de profundidad en el interior de la Tierra, un ambiente al que los científicos no tienen acceso directo.

La pieza clave del diamante de este último estudio es la ringwoodita, un mineral de silicato de magnesio, descubierta por primera vez en la Tierra en 1969 en un meteorito que impactó en Australia. Posteriormente, la primera muestra terrestre de este mineral se excavó en 2014 sellada en un “diamante superprofundo”, subraya Nestola, en la mina Juína en Brasil. El hallazgo confirmó las teorías acerca de cómo podía ser el subsuelo a esa profundidad, entre los 400 y 600 kilómetros, que hasta el momento solo es posible analizar vía sedimentos expulsados por cataclismos geológicos. Probablemente, emergió desde las profundidades integrado en roca volcánica llamada chimenea de kimberlita, hace millones de años. “Esto fue de gran ayuda”, apunta Nestola, “ya que el pozo más grande que ha construido la humanidad solo tiene 12 kilómetros”.

La ringwoodita no es más que un olivino, uno de los minerales más comunes del manto superior de la Tierra, justo por debajo de la corteza, “al que se le ha aplicado gran presión atmosférica”, especifica el geólogo Javier García Guinea, del Museo Nacional de Ciencias Naturales del CSIC. Para él, que no está vinculado con esta investigación, el trabajo es “continuista”, pero entiende que “así es la ciencia, y se hace pasito a pasito”.

El análisis de IaB por parte del equipo de Gu lo sitúa en la zona de transición entre la segunda y tercera capas de la Tierra, a unos 400 y 670 kilómetros de profundidad, donde se formó este diamante, a una presión de 23,5 GPa (gigapascales) y unos 1.650 Cº. Como referencia, compara irónico Nestola: “La presión que aplasta los átomos del mineral hasta convertirlo en diamante es inmensa, un solo gigapascal equivale a cuatro montes Everest sobre tu cabeza”.

La presencia de H₂O en el manto inferior tiene consecuencias para la estructura y evolución del planeta
Antonio García Casco, geólogo del Departamento de Mineralogía y Petrología de la Universidad de Granada
Detalle del diamante, destaca la composición de ferropericlasa (centro azulado), ringwoodita (borde superior) y enstatita (borde inferior).
Detalle del diamante, destaca la composición de ferropericlasa (centro azulado), ringwoodita (borde superior) y enstatita (borde inferior).Nathan D. Renfro y Tingting Gu (GIA)

La composición química del diamante hace pensar en la presencia del equivalente a océanos de agua entre las capas subterráneas, “algo que no es novedoso y se sabe desde hace decenios”, explica Antonio García Casco, geólogo del Departamento de Mineralogía y Petrología de la Universidad de Granada. Pero a kilómetros de profundidad no se trata del agua líquida como la entendemos en la superficie. El H₂O “se transforma en un fluido, mitad líquido, mitad gas” y se adhiere a los minerales que pueden llegar a contener hasta entre el 10% y el 20% del mismo en su peso”, desarrolla el profesor.

Casco considera importante el trabajo publicado por la posibilidad de “inferir la presencia de H₂O libre en el manto inferior”, lo que tiene consecuencias para “la estructura y la evolución del planeta; por ejemplo, la convección en el manto y la tectónica de placas, lo que irremediablemente nos condiciona”. Para el investigador, este estudio es una oportunidad para la mineralogía de presenciar unos procesos de transformación que solo se dan “a unas profundidades a las que jamás tendremos acceso directamente”.

El diamante, salvado in extremis de acabar en un anillo de compromiso, “congela y captura su ambiente, para luego transportarlo, como un taxi, desde las profundidades hasta que llega a la luz”, sintetiza Nestola. Es más, para un geólogo como él, cuanto más material absorbe, más valioso es para estudiarlo. “Justo lo contrario que para un joyero”, ríe el coautor.

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