Puede haber más de un billón de toneladas de diamantes escondidos en el interior de la Tierra, según un nuevo estudio del MIT y otras universidades. Pero es poco probable que los nuevos resultados desencadenen una fiebre de diamantes. Los científicos estiman que los minerales preciosos están enterrados a más de 160 kilómetros por debajo de la superficie. mucho más profundo de lo que jamás haya llegado ninguna expedición de perforación.

El escondite ultraprofundo puede estar esparcido dentro de las raíces cratónicas, las secciones de roca más antiguas e inamovibles que se encuentran debajo del centro de la mayoría de las placas tectónicas continentales. Con forma de montañas invertidas, los cratones pueden extenderse hasta 200 millas a través de la corteza terrestre y dentro de su manto; los geólogos se refieren a sus secciones más profundas como "raíces".

En el nuevo estudio, Los científicos estiman que las raíces cratónicas pueden contener entre un 1 y un 2 por ciento de diamantes. Considerando el volumen total de raíces cratónicas en la Tierra, el equipo calcula que alrededor de un billón (10 ^dieciséis ) toneladas de diamantes están esparcidas dentro de estas rocas antiguas, 90 a 150 millas debajo de la superficie.

"Esto muestra que el diamante no es quizás este mineral exótico, pero en la escala [geológica] de las cosas, es relativamente común, "dice Ulrich Faul, un científico investigador en el Departamento de Tierra del MIT, Atmosférico, y Ciencias Planetarias. "No podemos llegar a ellos, pero aún, hay mucho más diamante allí de lo que jamás habíamos pensado ".

Los coautores de Faul incluyen científicos de la Universidad de California en Santa Bárbara, el Institut de Physique du Globe de Paris, la Universidad de California en Berkeley, Ecole Polytechnique, la Carnegie Institution de Washington, Universidad Harvard, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, la Universidad de Bayreuth, la Universidad de Melbourne, y University College London.

Un error de sonido

Faul y sus colegas llegaron a su conclusión después de perplejos sobre una anomalía en los datos sísmicos. Durante las últimas décadas, agencias como el Servicio Geológico de los Estados Unidos han mantenido registros globales de actividad sísmica, esencialmente, ondas sonoras que viajan a través de la Tierra y que son provocadas por terremotos, tsunamis, explosiones, y otras fuentes de sacudidas del suelo. Los receptores sísmicos de todo el mundo captan ondas sonoras de tales fuentes, a varias velocidades e intensidades, que los sismólogos pueden utilizar para determinar dónde, por ejemplo, se originó un terremoto.

Los científicos también pueden utilizar estos datos sísmicos para construir una imagen de cómo podría verse el interior de la Tierra. Las ondas sonoras se mueven a varias velocidades a través de la Tierra, dependiendo de la temperatura, densidad, y composición de las rocas por las que viajan. Los científicos han utilizado esta relación entre la velocidad sísmica y la composición de las rocas para estimar los tipos de rocas que forman la corteza terrestre y partes del manto superior. también conocida como litosfera.

Sin embargo, en el uso de datos sísmicos para mapear el interior de la Tierra, Los científicos no han podido explicar una anomalía curiosa:las ondas sonoras tienden a acelerarse significativamente cuando atraviesan las raíces de los cratones antiguos. Se sabe que los cratones son más fríos y menos densos que el manto circundante, que a su vez produciría ondas sonoras ligeramente más rápidas, pero no tan rápido como lo que se ha medido.

"Las velocidades que se miden son más rápidas de lo que creemos que podemos reproducir con suposiciones razonables sobre lo que hay allí, "Dice Faul." Entonces tenemos que decir, 'Hay un problema.' Así es como empezó este proyecto ".

Diamantes en las profundidades

El equipo tuvo como objetivo identificar la composición de raíces cratónicas que podrían explicar los picos en las velocidades sísmicas. Para hacer esto, Los sismólogos del equipo utilizaron por primera vez datos sísmicos del USGS y otras fuentes para generar un modelo tridimensional de las velocidades de las ondas sísmicas que viajan a través de los principales cratones de la Tierra.

Próximo, Faul y otros, que en el pasado han medido la velocidad del sonido a través de muchos tipos diferentes de minerales en el laboratorio, utilizó este conocimiento para ensamblar rocas virtuales, hecho de varias combinaciones de minerales. Luego, el equipo calculó qué tan rápido viajarían las ondas sonoras a través de cada roca virtual, y encontró solo un tipo de roca que producía las mismas velocidades que las que midieron los sismólogos:una que contiene de 1 a 2 por ciento de diamantes, además de peridotita (el tipo de roca predominante en el manto superior de la Tierra) y cantidades menores de eclogita (que representa la corteza oceánica subducida). Este escenario representa al menos 1, 000 veces más diamantes de lo que la gente había esperado anteriormente.

"El diamante en muchos sentidos es especial, "Dice Faul." Una de sus propiedades especiales es, la velocidad del sonido en el diamante es más del doble que en el mineral dominante en las rocas del manto superior, olivino ".

Los investigadores encontraron que una composición de roca de 1 a 2 por ciento de diamante sería suficiente para producir las velocidades de sonido más altas que midieron los sismólogos. Esta pequeña fracción de diamante tampoco cambiaría la densidad general de un cratón, que es naturalmente menos denso que el manto circundante.

"Son como trozos de madera, flotando en el agua, "Dice Faul." Los cratones son un poco menos densos que su entorno, para que no vuelvan a ser subducidos a la Tierra, sino que permanezcan flotando en la superficie. Así conservan las rocas más antiguas. Así que descubrimos que solo se necesita entre un 1 y un 2 por ciento de diamantes para que los cratones sean estables y no se hundan ".

En cierto sentido, Faul dice que las raíces cratónicas hechas en parte de diamantes tienen sentido. Los diamantes se forjan a alta presión, ambiente de alta temperatura de la Tierra profunda y solo se acercan a la superficie a través de erupciones volcánicas que ocurren cada pocas decenas de millones de años. Estas erupciones excavan "tuberías" geológicas hechas de un tipo de roca llamada kimberlita (llamada así por la ciudad de Kimberley, Sudáfrica, donde se encontraron los primeros diamantes en este tipo de roca). Diamante, junto con el magma de las profundidades de la Tierra, puede vomitar a través de las tuberías de kimberlita, sobre la superficie de la Tierra.

En la mayor parte, Se han encontrado tubos de kimberlita en los bordes de las raíces cratónicas, como en ciertas partes de Canadá, Siberia, Australia, y Sudáfrica. Tendría sentido luego, que las raíces cratónicas deben contener algún diamante en su composición.

"Es evidencia circunstancial, pero lo hemos reconstruido todo junto "Dice Faul." Pasamos por todas las diferentes posibilidades, desde todos los ángulos, y esta es la única que queda como explicación razonable ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.