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Prueba del agua del manto atrapada en un diamante

2014/03/13 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

En una impureza de un diamante de 0,09 gramos, un grupo de investigadores de la Universidad de Edomontón han descubierto las primeras pruebas del agua de la región de transición del manto. La impureza es una inclusión de 40 micrómetros de mineral llamado ringwoodita. Es una forma de olivo que se produce a muy altas presiones y que hasta ahora sólo se ha encontrado en meteoritos o sintetizado en laboratorio.
En este diamante se ha encontrado una muestra de ringwoodita mineral producido por primera vez en el manto. Aunque indica donde está la inclusión de 40 micrómetros, no se puede ver en esta escala. Ed. Rich

El diamante fue encontrado en el distrito brasileño de Juina (estatua de Mato Grosso) y contenía la primera prueba material a favor de la hipótesis general sobre la composición de la capa de transición del manto. Según esta hipótesis, la capa de manto de profundidades entre 410 y 660 kilómetros es rica en agua, ya que así lo indica el comportamiento de las ondas sísmicas que atraviesan la capa. Uno de los depósitos de este agua sería el ringwoodita, una forma de olivo que se forma como consecuencia de presiones muy altas.

El geólogo australiano Alfred Ringwood propuso por primera vez esta hipótesis en la década de 1950, pero hasta ahora nunca se encontró una muestra de ringwoodita surgida en el manto de la superficie terrestre. Según la hipótesis, las altas presiones en el área de transición provocan un cambio de forma del olivo, principal componente de la capa superior del manto, para crear formas de ringwoodita y wadsleita; los cristales de estas formas almacenarían agua, y el hecho de que esa capa de manto fuera acuosa explicaría el cambio brusco de comportamiento de las ondas sísmicas en esta zona. La hipótesis tiene una vigencia de 60 años y durante ese tiempo los científicos han encontrado pruebas que la apoyan: la ringwoodita se detectó primero en meteoritos sometidos a choques de alta presión, y posteriormente se sintetizaron en el laboratorio tanto ringwoodita como wadsleita, y se comprobó que sus estructuras cristalinas podían almacenar agua.

Mineral precioso y fugaz

Faltaba la prueba material de que había estado en Mantua, y eso es lo que han presentado ahora los investigadores de la Universidad de Edomontón en la revista Nature. La presencia de los grupos OH en la muestra ha sido detectada por espectroscopia Raman como indicador del agua. Las mediciones indican que el agua representa el 1,4% de la masa de ringwooda encontrada. (asimilable a los valores aportados por los cristales sintetizados en el laboratorio). En un artículo de análisis publicado en la revista Nature por el geólogo de la Universidad de Bayereuth, Hans Keppler, afirma que “la masa de agua de todos los océanos de la Tierra equivaldrá a 1,4.1021 kg en la capa de transición del manto si la cantidad de agua de la muestra fuera extrapolada a toda la capa entre 410 y 660 km. Sin embargo, el propio Keppler y los autores del descubrimiento advierten que esta extrapolación no es posible. Estos diamantes son el resultado de una intensa actividad volcánica relacionada con rocas acuosas, actividad que no es habitual. Esto puede provocar que sólo determinadas regiones del manto en las que se han formado los diamantes sean acuosas.

Sin embargo, es un gran descubrimiento para los geólogos. Si es difícil encontrar diamantes, es más difícil encontrar una forma de olivo a alta presión “atrapada” en un diamante. Y es que “al bajar la presión según el diamante se va acercando desde el manto hasta la superficie, lo normal es que la ringwoodita vuelva a ser un olivino”, explica Keppler. “A pesar de que los geofísicos estaban convencidos de que existía el ringwoodita del manto, nadie lo vio hasta la fecha, y la mayoría, yo incluido, no creían que nunca iban a ver una muestra de este tipo”, ha confesado. El autor del hallazgo, Grahan Pearson, en la página web de la revista Nature, ha afirmado que la muestra es tan apreciada y pequeña que debe pensar bien en qué medida: “La muestra tiene únicamente 40 micrómetros, lo que significa que sólo podremos realizar uno o dos análisis más”.

Sobre el origen del agua del manto
No está claro hasta qué punto la capa de transición del manto es acuosa y el origen de este agua. Según una hipótesis, debido a la actividad tectónica, se trata de un agua hundida junto con la superficie marina en zonas oceánicas de subducción. Otra hipótesis es que el agua original presente en los materiales en los que se creó la Tierra es la que se encuentra en el manto. La medida de la proporción deuterio/hidrógeno corriente de los átomos de hidrógeno hallados en la muestra de ringwoodita daría una pista para conocer el origen del agua, pero esta medida es destructiva para la muestra y, como se ha dicho, el equipo de Pearson quiere pensar bien en qué medida se ha realizado.

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