Un diamante en bruto de Sierra Leona con inclusiones minerales que contienen azufre. Crédito:Instituto Gemológico de América.
La longevidad de los continentes de la Tierra frente a la actividad tectónica destructiva es un telón de fondo geológico esencial para el surgimiento de la vida en nuestro planeta. Esta estabilidad depende del manto subyacente adherido a las masas de tierra. Nueva investigación de un grupo de geocientíficos de Carnegie, el Instituto Gemológico de América, y la Universidad de Alberta demuestra que los diamantes pueden usarse para revelar cómo una sección flotante del manto debajo de algunos de los continentes se volvió lo suficientemente gruesa como para proporcionar estabilidad a largo plazo.
"Hemos encontrado una manera de utilizar rastros de azufre de volcanes antiguos que se abrieron paso en el manto y finalmente en diamantes para proporcionar evidencia de un proceso particular de construcción de continentes, "explicó Karen Smit del Instituto Gemológico de América, autor principal del artículo del grupo, que aparece esta semana en Ciencias . "Nuestra técnica muestra que la actividad geológica que formó el continente de África Occidental se debió al movimiento tectónico de placas de la corteza oceánica que se hundió en el manto".
Los diamantes pueden ser amados por los coleccionistas de joyas, pero son verdaderamente los mejores amigos de un geólogo. Debido a que se originan en lo profundo de la Tierra, diminutos granos minerales atrapados dentro de un diamante, a menudo considerado indeseable en el comercio de gemas, puede revelar detalles sobre las condiciones en las que se formó.
"De este modo, Los diamantes actúan como emisarios mineralógicos de las profundidades de la Tierra, ", explicó el coautor de Carnegie, Steve Shirey.
Alrededor de 150 a 200 kilómetros, 93 a 124 millas, debajo de la superficie, Las formaciones geológicas llamadas quillas del manto actúan como estabilizadores de la corteza continental. El material que los comprende debe espesarse, estabilizar, y enfriar bajo el continente para formar un fuerte, boyante, quilla que es fundamental para preservar la masa terrestre de la superficie contra las implacables fuerzas destructivas de la actividad tectónica de la Tierra. Pero cómo se logra esto ha sido un tema de debate en la comunidad científica.
"Resolver este misterio es clave para comprender cómo llegaron a existir los continentes en sus encarnaciones actuales y cómo sobreviven en un planeta activo, "Shirey explicó." Dado que este es el único tectónicamente activo, planeta rocoso que conocemos, comprender la geología de cómo se formaron nuestros continentes es una parte crucial para discernir qué hace que la Tierra sea habitable ".
Un diamante Sierra Leona con inclusiones minerales que contienen azufre que puede enseñar a los científicos cómo se estabilizan algunos de los continentes de nuestro planeta. Crédito:Instituto Gemológico de América
Algunos científicos piensan que las quillas del manto se forman mediante un proceso llamado subducción, por el cual las placas oceánicas se hunden desde la superficie de la Tierra hasta sus profundidades cuando una placa tectónica se desliza debajo de otra. Otros piensan que las quillas se crean mediante un proceso vertical en el que columnas de magma caliente se elevan desde mucho más profundo de la Tierra.
Para ayudar a resolver este debate, se necesitaba una herramienta geoquímica que pueda detectar si la fuente de la composición de la quilla del manto se originó en las placas de la superficie o en el afloramiento de material del manto más profundo. Afortunadamente, Las quillas de manto tienen las condiciones ideales para la formación de diamantes. Esto significa que los científicos pueden revelar el origen de la quilla del manto mediante el estudio de inclusiones de diamantes que se formaron en ella.
El análisis del grupo de investigación de minerales ricos en azufre, llamados sulfuros, en diamantes extraídos en Sierra Leona indican que la región experimentó dos eventos de subducción durante su historia.
Pudieron tomar esta determinación porque la química de los granos minerales de sulfuro solo se ve en muestras de la superficie de la Tierra hace más de 2.500 millones de años, antes de que el oxígeno se volviera tan abundante en la atmósfera de nuestro planeta. Esto significa que el azufre en estas inclusiones minerales debe haber existido una vez en la superficie de la Tierra y luego fue atraído hacia el manto por subducción.
La comparación del equipo con los diamantes de Botswana mostró pruebas similares de creación de quilla mediante subducción. Pero la comparación con los diamantes extraídos del norte de Canadá no muestra la misma química del azufre, lo que significa que la quilla del manto en esta región se originó de alguna manera que no incorporó material de superficie.
Los hallazgos del grupo sugieren que el engrosamiento y estabilización de la quilla del manto debajo del continente de África Occidental ocurrió cuando esta sección del manto fue comprimida por la colisión con el material del fondo del océano que se hundía. Este método de engrosamiento de la quilla y estabilización del continente no es responsable de la formación de la quilla debajo de una parte del norte de Canadá. Los minerales de sulfuro dentro de los diamantes canadienses no les dicen a los investigadores cómo se formó esta quilla, sólo cómo no lo hizo.
"Nuestro trabajo muestra que las inclusiones de sulfuro en los diamantes son una herramienta poderosa para investigar los procesos de construcción de los continentes, "Smit concluyó.
