Esta caricatura muestra una placa oceánica en subducción que viaja como una cinta transportadora desde la superficie hasta el manto inferior. Las flechas blancas muestran la vía de reciclaje poco profunda comparativamente bien establecida en la capa superior de la placa (corteza y sedimentos), que se alimenta de los volcanes de arco. Los nuevos hallazgos del equipo de investigación del estudio de los diamantes revelan una vía de reciclaje más profunda, se muestra en azul claro. El agua que se infiltra en las fracturas del fondo marino hidrata las rocas del interior de la placa, formando "serpentinita", y estas rocas hidratadas a veces se pueden llevar hasta la parte superior del manto inferior. Esta es una vía importante que transfiere agua, carbón, y otros elementos superficiales en el fondo del manto. Crédito:Wenjia Fan, W. Estudio de diseño
Los diamantes que se formaron en las profundidades del manto de la Tierra contienen evidencia de reacciones químicas que ocurrieron en el fondo marino. Probar estas gemas puede ayudar a los geocientíficos a comprender cómo se intercambia el material entre la superficie del planeta y sus profundidades.
Nuevo trabajo publicado en Avances de la ciencia confirma que la serpentinita, una roca que se forma a partir de peridotita, el tipo de roca principal en el manto de la Tierra, cuando el agua penetra en las grietas del fondo del océano, puede transportar agua superficial hasta 700 kilómetros de profundidad mediante procesos de tectónica de placas.
"Casi todas las placas tectónicas que forman el lecho marino eventualmente se doblan y se deslizan hacia el manto, un proceso llamado subducción, que tiene el potencial de reciclar materiales de superficie, como el agua, en la tierra, "explicó Peng Ni de Carnegie, quien codirigió el esfuerzo de investigación con Evan Smith del Instituto Gemológico de América.
La serpentinita que reside dentro de las placas de subducción puede ser una de las más importantes, aún poco conocido, Vías geoquímicas por las cuales los materiales de la superficie son capturados y transportados a las profundidades de la Tierra. La presencia de serpentinitas profundamente subducidas se sospechaba anteriormente, debido a la investigación de Carnegie y GIA sobre el origen de los diamantes azules y a la composición química del material del manto en erupción que forma las dorsales oceánicas. montes submarinos, e islas oceánicas. Pero la evidencia que demuestra esta vía no se había confirmado completamente hasta ahora.
Una ilustración que muestra cómo los diamantes pueden ofrecer a los investigadores un vistazo a los procesos que ocurren dentro de nuestro planeta, incluido el reciclaje de materiales superficiales en las profundidades de la Tierra. Crédito:Ilustración de Katherine Cain, cortesía de Carnegie Institution for Science.
El equipo de investigación, que también incluía a Steven Shirey de Carnegie, y Anat Shahar, así como Wuyi Wang de GIA y Stephen Richardson de la Universidad de Ciudad del Cabo, encontraron evidencia física para confirmar esta sospecha al estudiar un tipo de diamantes grandes que se originan en las profundidades del planeta.
"Algunos de los diamantes más famosos del mundo pertenecen a esta categoría especial de diamantes de gemas puros y relativamente grandes, como el mundialmente famoso Cullinan, ", Dijo Smith." Se forman entre 360 y 750 kilómetros hacia abajo, al menos tan profundo como la zona de transición entre el manto superior e inferior ".
A veces contienen inclusiones de minerales diminutos atrapados durante la cristalización del diamante que permiten vislumbrar lo que está sucediendo en estas profundidades extremas.
"El estudio de pequeñas muestras de minerales formados durante la cristalización profunda del diamante puede enseñarnos mucho sobre la composición y la dinámica del manto, porque el diamante protege a los minerales de cambios adicionales en su camino hacia la superficie, "Shirey explicó.
Ejemplos de diamantes CLIPPIR en bruto de la mina Letseng, Lesoto. Estos son los mismos tipos de diamantes que los analizados en este estudio. La piedra más grande tiene 91,07 quilates. Crédito:Foto de Robert Weldon; © GIA; cortesía de Gem Diamonds Ltd.
En este caso, los investigadores pudieron analizar la composición isotópica del hierro en las inclusiones metálicas. Como otros elementos, el hierro puede tener diferentes números de neutrones en su núcleo, que da lugar a átomos de hierro de masa ligeramente diferente, o diferentes "isótopos" de hierro. La medición de las proporciones de isótopos de hierro "pesados" y "ligeros" les da a los científicos una especie de huella dactilar del hierro.
Las inclusiones de diamantes estudiadas por el equipo tenían una proporción más alta de isótopos de hierro pesados y ligeros que la que se encuentra típicamente en la mayoría de los minerales del manto. Esto indica que probablemente no se originaron a partir de procesos geoquímicos de la Tierra profunda. En lugar de, apunta a la magnetita y otros minerales ricos en hierro que se formaron cuando la peridotita de la placa oceánica se transformó en serpentinita en el fondo marino. Esta roca hidratada finalmente fue subducida cientos de kilómetros hacia la zona de transición del manto, donde estos diamantes en particular cristalizaron.
"Nuestros hallazgos confirman una vía que se sospechaba desde hace mucho tiempo para el reciclaje de la Tierra profunda, permitiéndonos rastrear cómo los minerales de la superficie son atraídos hacia el manto y crean variabilidad en su composición, "Concluyó Shahar.
