Encuentran en un diamante un material desconocido de las profundidades de la Tierra

Pequeñas manchas negras descubiertas en un diamante de una mina africana han resultado ser un ingrediente vital de las profundidades de la Tierra, identificado en la naturaleza por primera vez después de décadas de búsqueda.

Este diamante contiene pequeñas motas negras de davemaoita.
Este diamante contiene pequeñas motas negras de davemaoita.

Es una rara visión de un mineral que normalmente no puede existir en la superficie de la Tierra, pero juega un papel importante en el flujo de calor en el interior del planeta, aseguró Oliver Tschauner, geoquímico de la Universidad de Nevada, Las Vegas, quien dirigió el equipo que informó del descubrimiento el 11 de noviembre en Science.

Tschauner nombró al mineral davemaoite en honor a Ho-kwang “Dave” Mao, un científico que hizo muchos descubrimientos pioneros en geoquímica y geofísica de alta presión

Tschauner nombró al mineral davemaoite en honor a Ho-kwang “Dave” Mao, un científico que hizo muchos descubrimientos pioneros en geoquímica y geofísica de alta presión.

Davemaoite es principalmente silicato de calcio (CaSiO3), pero puede eliminar isótopos radiactivos de uranio, torio y potasio. Estos isótopos generan una gran cantidad de calor en la parte inferior del manto de la Tierra, la capa que se encuentra entre la corteza y el núcleo del planeta.

Eso hace que davemaoite tenga un papel importante en la gestión de cómo se mueve el calor a través de las profundidades de la Tierra y, a su vez, cómo el calor circula entre el manto y la corteza para impulsar procesos como la tectónica de placas.

El diamante verdoso fue desenterrado hace décadas en Botswana en la mina Orapa.
El diamante verdoso fue desenterrado hace décadas en Botswana en la mina Orapa.

El mineral existe solo a altas presiones y temperaturas como las que se encuentran en el manto inferior, a 660-2.700 kilómetros por debajo de la superficie. Pero estas motas particulares estaban incrustadas dentro de un diamante que transportaba el mineral intacto desde las profundidades de la Tierra. "Es la fuerza del diamante lo que mantiene las inclusiones a alta presión", dice Tschauner.

Los científicos examinaron el diamante con rayos X en la Fuente Avanzada de Fotones en Lemont, Illinois, que revelaron que las inclusiones eran ricas en un mineral de calcio

Historia del diamante

El diamante verdoso de forma octaédrica fue desenterrado hace décadas en Botswana en la mina Orapa, la mina de diamantes a cielo abierto más grande del mundo.

En 1987, un comerciante de minerales vendió el diamante a George Rossman, un mineralogista del Instituto de Tecnología de California en Pasadena. Tschauner, Rossman y sus colegas comenzaron a estudiarlo hace varios años como parte de una investigación sobre minerales atrapados en diamantes de las profundidades de la Tierra.

Los científicos examinaron el diamante con rayos X en la Fuente Avanzada de Fotones en Lemont, Illinois, que revelaron que las inclusiones eran ricas en un mineral de calcio. Estudios posteriores confirmaron que es silicato de calcio, que puede adoptar diferentes formas cristalinas dependiendo de la temperatura y la presión a la que se creó.

La versión en el diamante tiene una estructura cristalina de perovskita que solo se forma a las temperaturas y presiones que se encuentran entre 660 y 900 kilómetros de profundidad, explica Tschauner. Los científicos habían hecho perovskita de silicato de calcio de alta presión en el laboratorio, y teorizó que debería existir en el manto inferior, pero nunca antes lo había visto de manera concluyente en muestras geológicas.

Tschauner, Rossman y sus colegas comenzaron a estudiar hace varios años este diamante como parte de una investigación general.
Tschauner, Rossman y sus colegas comenzaron a estudiar hace varios años este diamante como parte de una investigación general.

En 2018, otro equipo de investigación informó haber encontrado perovskita de silicato de calcio en un diamante de la Tierra profunda de Sudáfrica. Pero esos científicos no reclamaron un descubrimiento oficial de un nuevo mineral.

El nombre de Davemaoite

El equipo de Tschauner lo hizo, por lo que Tschauner llamó a Mao y le preguntó si podía nombrar el mineral con su nombre. "Por supuesto que acepté con mucho gusto", dice Mao, quien es director del Centro de Investigación Avanzada de Ciencia y Tecnología de Alta Presión en Shanghai, China.

Es el segundo mineral de alta presión que lleva el nombre de Mao. En 2018, investigadores de China informaron haber encontrado uno diferente, al que llamaron maohokite, en rocas de un cráter de impacto

La Asociación Mineralógica Internacional aprobó el nombre de davemaoite el año pasado. Es el segundo mineral de alta presión que lleva el nombre de Mao. En 2018, investigadores de China informaron haber encontrado uno diferente, al que llamaron maohokite, en rocas de un cráter de impacto.

Davemaoite es uno de los tres minerales principales en el manto inferior de la Tierra, dice Tschauner, que compone alrededor del 5-7% del material allí. Pero es el único de los tres que alberga uranio y torio. La estructura cristalina del mineral permite que su calcio se intercambie fácilmente por estos elementos, que producen calor a través de la desintegración radiactiva.

Fuente: Nature.