Pequeños defectos en los diamantes guardan el secreto de la formación de los primeros continentes.
En un nuevo estudio, los investigadores utilizaron inclusiones (imperfecciones ridiculizadas por joyeros pero valiosas para los científicos) para rastrear la formación de diamantes. Descubrieron que los minerales de sulfuro dentro de las inclusiones fueron los últimos en la superficie del planeta hace 2.500 millones de años, antes del aumento de oxígeno en la atmósfera.
Los hallazgos revelan la historia de los continentes y el manto donde se forman los diamantes, dijo la líder del estudio Karen Smit, científica investigadora del Instituto Gemológico de América sin fines de lucro. Los diamantes en el estudio, encontrado en África occidental, indican que los antiguos continentes en esa región se formaron por subducción, un proceso en el cual una losa de corteza empuja debajo de otra.
"Podemos rastrear 2.500 millones de años de la historia de la Tierra solo a través de esta inclusión de sulfuro", dijo Smit a Live Science.
Dentro de un diamante
Los diamantes se forman profundamente en el manto. La mayoría, dijo Smit, se forman alrededor de 125 millas (200 kilómetros) de profundidad, y algunas se forman aún más profundo, alrededor de 250 a 435 millas hacia abajo (400 a 700 km). El agujero más profundo jamás perforado, el Kola Superdeep Borehole en Rusia, solo penetró 7.6 millas (12 km). Los diamantes son llevados a la superficie con bastante rapidez a través de profundas erupciones volcánicas.
Smit y sus colegas estaban estudiando el nitrógeno en los diamantes de la región de Zimmi en Sierra Leona cuando notaron que las inclusiones de sulfuros del tamaño de una mota en los diamantes mostraban signos de haber existido en el manto antes de que se formaran los diamantes, lo que significa que estaban atrapados dentro de la cristalización. diamantes y llevados a la superficie con ellos. Comenzaron a investigar los isótopos de azufre dentro de las inclusiones. Los isótopos son variaciones de átomos con diferentes números de neutrones en sus núcleos.
Lo que encontraron reveló que las inclusiones eran muy antiguas. El oxígeno protege el azufre de ciertas reacciones con la luz ultravioleta, por lo que los investigadores pueden determinar si el azufre se formó en un ambiente rico en oxígeno o bajo en oxígeno. Estos isótopos se formaron en la atmósfera antes de que hubiera mucho oxígeno en la atmósfera, hace unos 2.500 millones de años, dijo Smit. Los diamantes en sí son mucho más jóvenes que eso y se formaron hace unos 650 millones de años.
Una historia de continentes.
Luego, los investigadores examinaron inclusiones similares en diamantes de la mina Ekati de Canadá. Estas inclusiones tienen 3.500 millones de años y no tienen las mismas señales de isótopos que los diamantes de África occidental. El contraste cuenta una historia sobre cómo se formaron los continentes, dijo Smit. Al principio, los continentes probablemente se formaron a partir del manto de fusión que rezumaba en forma de basalto, de forma similar a la forma en que se forman Islandia o Hawai en la actualidad. Los minerales en esta corteza se formaron en el manto, no en contacto con la atmósfera.
Más tarde en la historia de la Tierra, sin embargo, la subducción se volvió importante para formar continentes estables. Un trozo de corteza se trituraría debajo de otro; el material más denso se hundiría y el material menos denso se elevaría para formar la corteza continental. Así es como el azufre en los diamantes de África Occidental habría llegado a las profundidades de la superficie, dijo Smit.
La corteza más estable y duradera está unida a porciones del manto llamadas "quillas", llamadas así porque estabilizan la corteza de la misma manera que una quilla estabiliza un barco. Más estudios sobre diamantes ricos en inclusión podrían ayudar a explicar cómo y por qué se forman estas quillas, dijo Smit. Hasta ahora, solo hay cuatro lugares en todo el mundo, incluidos África occidental y Canadá, con diamantes que contienen inclusiones de sulfuro y minerales utilizados para fechar la formación de los diamantes. Más lugares ayudarían a rastrear la historia de la Tierra con más detalle, dijo Smit, pero estos estudios son desafiantes porque los diamantes se destruyen en el proceso de análisis.
"Necesitamos diamantes", dijo Smit, "para destruir por la ciencia".
