Raro Diamante Revela Que El Interior De La Tierra Está Completamente Mojado

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Un diamante maltratado confirma una teoría sostenida desde hace mucho tiempo: el manto de la tierra contiene el agua de un océano en ringwoodite.

Un diamante golpeado que sobrevivió a un viaje desde el "infierno" confirma una teoría sostenida desde hace mucho tiempo: el manto de la Tierra contiene la cantidad de agua de un océano.

"En realidad, es la confirmación de que hay una cantidad muy, muy grande de agua que está atrapada en una capa realmente distinta en la Tierra profunda", dijo Graham Pearson, autor principal del estudio y geoquímico de la Universidad de Alberta en Canadá. Los hallazgos fueron publicados hoy (12 de marzo) en la revista Nature.

El diamante de apariencia sin valor encierra una pequeña pieza de un mineral de olivino llamado ringwoodita, y es la primera vez que se encuentra el mineral en la superficie de la Tierra en algo que no sea meteoritos o laboratorios. Ringwoodite solo se forma bajo presión extrema, como la carga aplastante a unas 320 millas (515 kilómetros) de profundidad en el manto.

¿Qué hay en el manto?

La mayor parte del volumen de la Tierra es manto, la capa de roca caliente entre la corteza y el núcleo. Demasiado profundo para perforar, la composición del manto es un misterio con dos pistas: meteoritos y trozos de roca levantados por volcanes. Primero, los científicos piensan que la composición del manto de la Tierra es similar a la de los meteoritos llamados condritas, que están hechos principalmente de olivino. En segundo lugar, la lava esculpida por volcanes a veces golpea el manto, trayendo trozos de minerales extraños que insinúan el intenso calor y la presión que el olivino soporta en las entrañas de la Tierra.

En las últimas décadas, los investigadores también han recreado configuraciones de manto en laboratorios, zapping olivine con láseres, disparando minerales con armas masivas y apretando rocas entre yunques de diamante para imitar el interior de la Tierra.

Estos estudios de laboratorio sugieren que el olivino se transforma en una variedad de formas correspondientes a la profundidad a la que se encuentra. Las nuevas formas de cristal se adaptan a las crecientes presiones. Los cambios en la velocidad de las ondas sísmicas también apoyan este modelo. Las ondas sísmicas se aceleran o disminuyen repentinamente a ciertas profundidades en el manto. Los investigadores creen que estas zonas de velocidad surgen de las configuraciones cambiantes de olivino. Por ejemplo, de 323 a 410 millas (520 a 660 km) de profundidad, entre dos brechas de velocidad bruscas, se piensa que el olivino se convierte en ringwoodita. Pero hasta ahora, nadie tenía evidencia directa de que el olivino fuera realmente ringwoodita a esta profundidad. [Infografía: ¿De qué está hecha la Tierra?]

"La mayoría de las personas (incluyéndome a mí) nunca esperaron ver una muestra de este tipo. Las muestras de la zona de transición y el manto inferior son extremadamente raras y solo se encuentran en unos pocos diamantes inusuales", Hans Keppler, un geoquímico de la Universidad de Bayreuth en Alemania., escribió en un comentario también publicado en la revista Nature.

El océano más profundo de la tierra

El diamante de Brasil confirma que los modelos son correctos: el olivino es ringwoodita a esta profundidad, una capa llamada zona de transición del manto. Y resuelve un largo debate sobre el agua en la zona de transición del manto. La madera de anillo es un 1.5 por ciento de agua, presente no como líquido sino como iones hidróxido (los átomos de oxígeno e hidrógeno unidos). Los resultados sugieren que podría haber una gran cantidad de agua en la zona de transición del manto, que se extiende desde 254 a 410 millas (410 a 660 km) de profundidad.

"Se traduce en una masa de agua muy, muy grande, que se acerca al tipo de masa de agua que está presente en todo el océano del mundo", dijo Pearson a Our Amazing Planet de WordsSideKick.com.

Sección transversal parcial de la Tierra que muestra la ubicación de ringwoodite en el manto.

Sección transversal parcial de la Tierra que muestra la ubicación de ringwoodite en el manto.

Crédito: Kathy Mather

La tectónica de placas recicla la corteza terrestre al empujar y tirar las losas de la corteza oceánica hacia las zonas de subducción, donde se hunde en el manto. Esta corteza, empapada por el océano, transporta el agua al manto. Muchas de estas losas terminan atrapadas en la zona de transición del manto. "Creemos que una parte significativa del agua en la zona de transición del manto proviene del emplazamiento de estas losas", dijo Pearson. "La zona de transición parece ser un cementerio de losas subducidas".

Keppler notó que es posible que la erupción volcánica que trajo el diamante profundo a la superficie de la Tierra pudiera haber tomado muestras de una parte inusualmente rica en agua del manto, y que no toda la capa de la zona de transición esté tan húmeda como lo indica la madera del anillo.

"Si la fuente del magma es un reservorio de manto inusual, existe la posibilidad de que, en otros lugares de la zona de transición, el ringwoodite contenga menos agua que la muestra encontrada por Pearson y sus colegas", escribió Keppler. "Sin embargo, a la luz de esta muestra, los modelos con zonas de transición anhidras o pobres en agua parecen poco probables".

Montar en un cohete

Una violenta erupción volcánica llamada kimberlita llevó rápidamente este particular diamante desde lo más profundo del manto. "La erupción de una kimberlita es análoga a dejar caer una menta Mentos en una botella de refresco", dijo Pearson. "Es una reacción muy enérgica cargada de gas que se abre camino hacia la superficie de la Tierra".

Graham Pearson tiene un diamante que da nuevas pistas sobre la presencia de grandes cantidades de agua en las profundidades de la Tierra.

Graham Pearson tiene un diamante que da nuevas pistas sobre la presencia de grandes cantidades de agua en las profundidades de la Tierra.

Crédito: Richard Siemens / Universidad de Alberta

El diminuto cristal verde, marcado por su viaje de 325 millas (525 km) a la superficie, fue comprado a los mineros de diamantes en Juína, Brasil. Los diamantes ultradeep de la mina están deformados y golpeados por su largo viaje."Literalmente, parece que han estado en el infierno y han vuelto", dijo Pearson. Los diamantes generalmente se descartan porque no tienen valor comercial, dijo, pero para los geocientíficos, las gemas brindan un raro vistazo a las entrañas de la Tierra. [Shine On: fotos de especímenes minerales deslumbrantes]

El descubrimiento de Ringwoodite fue accidental, ya que Pearson y sus coautores en realidad estaban buscando un medio para fechar los diamantes. Los investigadores creen que la preparación cuidadosa de la muestra es la clave para encontrar más anillos de madera de anillo, porque el calentamiento de los diamantes Ultradeep, como sucede cuando los científicos pulen cristales para su análisis, hace que el olivino cambie de forma.

"Creemos que es posible que otros investigadores hayan encontrado Ringwoodite antes, pero la forma en que prepararon sus muestras hizo que volviera a una forma de presión más baja", dijo Pearson.

Nota del editor: Esta historia se actualizó el 17 de marzo para corregir que se formen hidróxidos a partir de átomos de oxígeno e hidrógeno, no de moléculas.

Email Becky Oskin o seguirla @beckyoskin. Síguenos @OAPlanet, Facebook y Google+. Artículo original en Vive la ciencia de nuestro planeta asombroso.


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