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Publicado en 2022 en Nature Geoscience, el estudio del diamante de Karowe no habla de agua líquida, sino de agua ligada a la estructura de minerales como la ringwoodita. Es la segunda piedra de este tipo ya encontrada, después de una brasileña en 2014, y el análisis se apoya en una única muestra.
El diamante que está reescribiendo parte de lo que se sabe sobre el interior de la Tierra fue descrito en un estudio publicado en septiembre de 2022 en la revista Nature Geoscience. El análisis fue conducido por la mineralogista Tingting Gu, entonces investigadora del Instituto Gemológico de América, el GIA, hoy en la Universidad Purdue, junto al geocientífico Frank Brenker, de la Universidad Goethe de Frankfurt, y otros colaboradores. La piedra, un raro diamante de calidad gema del tipo IaB extraído de la mina Karowe, en Botsuana, guarda inclusiones minerales que apuntan a un ambiente saturado de agua a unos 660 kilómetros de profundidad.
Al contrario de lo que sugiere la imagen de una gota atrapada en la joya, lo que el diamante lleva no es agua líquida, sino agua ligada químicamente a la estructura de minerales formados bajo presión extrema. Dentro de la piedra, el equipo identificó un conjunto de ringwoodita, ferropericlasa y enstatita que solo se forma en la frontera entre la zona de transición y el manto inferior, la llamada discontinuidad de 660 kilómetros. La presencia de estos minerales en condiciones hidratadas sugiere que esta frontera, antes vista como una posible barrera seca, puede permitir el paso de agua hacia las profundidades del planeta.
Lo que el diamante de Karowe realmente lleva
Por ser extremadamente resistentes, aprisionan pequeños fragmentos de minerales del ambiente en que nacieron y los preservan casi intactos durante el largo viaje hasta la superficie, llevados por rocas volcánicas llamadas kimberlitas.
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En el caso del diamante de Karowe, estas inclusiones guardan un registro directo de una región que ninguna sonda jamás ha alcanzado.
El conjunto de minerales encontrado es lo que hace que la muestra sea tan valiosa.
Según el estudio de Gu y Brenker, la combinación de ringwoodita, ferropericlasa y enstatita pobre en níquel indica que el diamante se formó a cerca de 23,5 gigapascales de presión y alrededor de 1.650 grados Celsius, condiciones que corresponden a una profundidad de 660 kilómetros.
Como la ferropericlasa y la enstatita solo coexisten de esta forma en ese rango o por debajo de él, funcionan como una especie de etiqueta que fija el punto de origen de la piedra.
Por qué no es una gota de agua escondida en la piedra
La idea más repetida sobre estos descubrimientos, la de una gota de agua atrapada en el diamante, no corresponde a lo que la ciencia de hecho observa.
El agua detectada está incorporada a la propia estructura cristalina de minerales como la ringwoodita, en forma de grupos hidroxilo, y no como un líquido libre.
La ringwoodita, un polimorfo de alta presión de la olivina, tiene la capacidad inusual de acomodar cantidades expresivas de agua dentro de su red atómica.
Es de esta propiedad que nace la famosa comparación con un océano escondido en el manto.
El cálculo es una extrapolación, pues, si buena parte de la zona de transición está tan hidratada como estas muestras, el volumen total de agua atrapada en los minerales podría rivalizar con toda el agua de los océanos de la superficie.
Vale destacar, sin embargo, que esto es una inferencia sobre un reservorio difuso y ligado a minerales, y no la descripción de un mar subterráneo de agua corriente.
La discontinuidad de 660 km y la idea de frontera seca
La profundidad de 660 kilómetros marca uno de los cambios más importantes en la estructura del manto terrestre.
Es allí donde la ringwoodita, bajo presión creciente, se descompone en bridgmanita y ferropericlasa, los minerales que dominan el manto inferior y que almacenan mucho menos agua.
Debido a esta transformación, parte de la comunidad científica trataba la región como una posible barrera al tránsito de agua y de material entre las capas.
El estudio del diamante de Karowe sugiere lo contrario, al indicar que condiciones hidratadas se extienden a través de esta frontera.
El agua llega a estas profundidades principalmente cargada por placas tectónicas que se hunden en el proceso de subducción, y hay, bajo Europa, un verdadero cementerio de estas placas sumergidas en esta zona, como observa Frank Brenker.
Aun así, la propia Nature Geoscience resalta que la composición y el flujo de volátiles a través del límite de 660 kilómetros siguen en debate, dada la escasez de muestras naturales de esta profundidad.
El precedente brasileño y el límite de una única muestra
En 2014, un equipo liderado por Graham Pearson, de la Universidad de Alberta, describió en la revista Nature la primera ringwoodita terrestre jamás encontrada, atrapada en un diamante de Juína, en Mato Grosso, extraído de gravas de río.
Esa muestra contenía cerca de 1,5% de agua en peso y ofreció la primera evidencia directa de una zona de transición hidratada, al menos localmente.
Frank Brenker, por cierto, también participó en ese trabajo.
La gran limitación, reconocida por los propios autores, es que todo se apoya en poquísimas piedras.
El diamante de la mina Karowe es solo la segunda ringwoodita terrestre ya identificada y, por ser más grande que la brasileña, permitió determinar la composición química con más precisión.
Aun así, una o dos muestras no bastan para afirmar que todo el manto profundo es húmedo, y la cuestión de si el agua es abundante y global o restringida a puntos específicos continúa, en palabras de la propia literatura científica, altamente controvertida.
El diamante de Karowe no trae un océano embotellado ni una gota perdida, sino algo quizás más sorprendente, la firma química de un interior planetario más húmedo de lo que se imaginaba.
Al unir una joya de Botsuana a una piedra extraída en Brasil, la ciencia va montando, fragmento a fragmento, el retrato de un ciclo del agua que desciende mucho más allá de la superficie y puede influir en el vulcanismo y la tectónica de placas.
El cuadro aún está incompleto, y cada nuevo diamante de esas profundidades es una pieza rara en este mosaico.
¿Y tú, ya imaginabas que un simple diamante pudiera llevar pistas de agua a 660 kilómetros dentro de la Tierra? ¿Crees que descubrimientos así deberían divulgarse con más cuidado, sin hablar de océanos escondidos donde existe agua atrapada en minerales? Deja tu opinión en los comentarios, con respeto a las diferentes visiones, y comparte este artículo con quien se fascina por los misterios del interior de nuestro planeta.
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