Un cristal microscópico de un mineral nunca antes visto en una roca terrestre contiene pistas a la presencia de grandes cantidades de aguas profundas en el manto de la Tierra, los científicos informan en un artículo publicado hoy en la naturaleza 1 . El descubrimiento vino de un diamante que pesa menos de una décima parte de un gramo, se encuentra en Brasil. Otros estudios de la muestra podrían ayudar a responder a la pregunta de larga data del origen del agua del planeta.
La mayoría de los diamantes se forman a profundidades de alrededor de 150 a 200 kilómetros, pero los diamantes 'ultraprofundas' proceden de una región del manto conocido como la zona de transición, 410 y 660 kilómetros bajo la superficie, dice Graham Pearson, un geoquímico del manto de la Universidad de Alberta en Edmonton y el autor principal del estudio.
Las impurezas en diamantes ultraprofundas se pueden utilizar como sondas para estudiar las regiones en las que se formaron las piedras - y en particular a comprender qué minerales están presentes en esas profundidades. Ciertos minerales tienen estructuras cristalinas que se pueden formar sólo a altas presiones o temperaturas, o ambos, y muchos se reorganizan en diferentes estructuras cuando la presión se quita o la temperatura disminuye. Por lo tanto, cuando el batido del manto trae roca hacia la superficie, algunos de los minerales que se formaron en las grandes profundidades ya no puede ser encontrado. Pero si los minerales se encuentran atrapados dentro de los diamantes, se quedan presionados en sus formas originales. "Estos diamantes de alta presión le dan una ventana a la profundidad de la Tierra", dice Pearson.
Árbitro. 1
El cuadrado rojo destaca la inclusión ringwoodita en la roca.
Él y su equipo estudió uno de esos diamantes, que pesaba 0,09 gramos y vino del distrito Juína en Brasil. A medida que se examinaron las impurezas en ella utilizando un método de dispersión de luz conocida como espectroscopia de Raman, se encontraron con algo inusual: un grano de 40 micrómetros a través de esa resultó ser ringwoodita - una forma de alta presión de olivino, un mineral que conforma gran parte de el manto superior. Ringwoodita anteriormente sólo se habían encontrado en meteoritos o sintetizados en el laboratorio.
Árbitro. 1
El cuadrado rojo destaca la inclusión ringwoodita en la roca.
Estrella de rock
La teoría mineralógica y los resultados sísmicos habían sugerido desde hace tiempo que ringwoodita es un componente importante de la zona de transición, y el hallazgo lo respalda. "Esto confirma que nuestras ideas de cómo se construye el manto son correctos," dice Hans Keppler, geofísico de la Universidad de Bayreuth en Alemania, que escribió sobre el hallazgo en una sección News & Views 2 .
A diferencia de las formas-mejor estudiado de olivino, ringwoodita puede contener una cantidad sustancial de agua. Por lo tanto, la muestra tenía el potencial para ayudar a resolver una controversia de larga data sobre qué cantidad de agua contiene la zona de transición. Uso de espectroscopia de infrarrojos, el equipo de Pearson encontró que su pequeña mancha de ringwoodita contenía aproximadamente 1% de agua en peso. "Eso puede no parecer mucho," Pearson dice, "pero cuando se da cuenta de lo mucho que hay ringwoodita, la zona de transición podría contener tanta agua como todos los océanos de la Tierra juntos."
Sin embargo, el contenido de agua de un solo cristal no es necesariamente representativa de toda la zona, dice Norma del sueño, un geofísico de la Universidad de Stanford en California. Los diamantes son producidos por un tipo inusual de la actividad volcánica que normalmente se asocia con la roca rica en agua, dice. Él compara la situación con la de alguien lavado de oro y la búsqueda de una gran pepita: "No sería prudente asumir que toda la grava en la corriente es pepitas de oro."
Pearson está de acuerdo. Los estudios de teledetección del manto han producido resultados contradictorios, lo que sugiere que el contenido de agua de la zona de transición puede ser "irregular", dice. "Nuestra muestra parece provenir de una de las manchas de humedad."
Donde todo comenzo
Hay dos teorías en cuanto a donde el agua del manto vino. Una de ellas es que se trataba de agua de mar que se llevó a gran profundidad cuando las rocas del fondo del mar se subducidas por la tectónica de placas. La otra es que las capas más profundas de la Tierra aún contienen agua que formaba parte de los materiales que forman la Tierra.
Si el agua ha estado allí desde que se formó la Tierra, su proporción de deuterio e hidrógeno normal podría ser diferente del que se encuentra en el agua de mar hoy - y más cerca de la composición del agua primordial de la Tierra. Si es así, que la relación podría proporcionar pistas sobre si el agua provenía de asteroides o de cometas, dice Humberto Campins, un investigador de asteroides de la Universidad de Florida Central en Orlando.
Pearson ve un valor a la comprobación de la relación isotópica, pero hasta el momento su grupo ha estado dispuesto a hacer este tipo de pruebas no destructivas en la única pieza conocida de ringwoodita manto. "Tenemos que pensar muy cuidadosamente sobre lo que hacer a continuación en esta muestra porque es muy pequeña: 40 micrómetros," dice. "Eso significa que uno sólo puede pensar en hacer uno o dos análisis adicionales."
- Mineral nunca antes encontrado en puntos de la Tierra a una vasta reserva en el manto.Naturaleza
- doi : 10.1038 / nature.2014.14862
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