La ciencia destapa nuevos secretos del interior de la Tierra gracias a un diamante "superprofundo" de 3 milímetros en un acelerador de partículas

Mide apenas tres milímetros, no tendría demasiado valor en una joyería y sus imperfecciones probablemente serían consideradas un defecto. Para un grupo de científicos, sin embargo, esas pequeñas manchas atrapadas en su interior han resultado mucho más valiosas que el propio diamante.

Porque este no es un diamante cualquiera.

Se trata de uno de los conocidos como diamantes superprofundos, unas rarísimas piedras que se forman a más de 300 kilómetros bajo nuestros pies y que pueden conservar en su interior diminutos fragmentos de los materiales existentes en zonas de la Tierra a las que el ser humano no tiene ninguna posibilidad de acceder directamente.

Ahora, un equipo de investigadores brasileños ha utilizado uno de ellos para encontrar una pista sorprendente sobre uno de los grandes viajes invisibles que tienen lugar en nuestro planeta: el agua de la superficie podría llegar hasta el manto inferior de la Tierra.

Y el vehículo que permite recorrer semejante distancia sería un mineral mucho más cotidiano de lo que cabría imaginar.

Del barro al interior de la Tierra

Se llama goethita y es, entre otras cosas, responsable del característico color marrón de muchos suelos. Se forma tanto en tierra como en los fondos oceánicos a partir de minerales ricos en hierro en presencia de agua y tiene una característica fundamental para esta historia: es capaz de incorporar moléculas de agua a su propia estructura.

Hasta ahora ya existían evidencias de que el agua procedente de la corteza podía descender hasta el manto superior, alcanzando profundidades de unos 660 kilómetros. Lo que ocurre más abajo resulta mucho más difícil de reconstruir.

El nuevo descubrimiento apunta a que la goethita podría sobrevivir durante buena parte de ese viaje y actuar como una especie de transportista de agua hacia las profundidades del planeta.

La pista apareció dentro de un diamante procedente de Juína, en el estado brasileño de Mato Grosso, que fue estudiado en Sirius, el gran acelerador de partículas del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón de Brasil. La investigación, publicada en Scientific Reports, es además la primera que analiza de principio a fin un diamante superprofundo mediante técnicas de luz sincrotrón.

Los científicos cartografiaron aproximadamente un centenar de inclusiones minerales atrapadas en la piedra. Una de ellas resultó especialmente extraña: contenía un hidróxido de hierro que, en principio, no debería encontrarse en semejantes profundidades.

La primera sospecha fue que pudiera tratarse de contaminación exterior. Pero la tomografía mostró que aquella inclusión estaba completamente aislada, sin ninguna fractura que la conectara con la superficie del diamante. Al estudiarla con mayor detalle encontraron goethita, hematita y magnetita, tres minerales cuya coexistencia en esas condiciones no puede explicarse como un fenómeno producido en la superficie.

Un viaje de cientos de kilómetros

El hallazgo obliga a revisar una vieja idea. Durante años se consideró que la goethita no podía sobrevivir al proceso de subducción, mediante el cual una placa oceánica se hunde bajo otra y comienza su descenso hacia el manto. A temperaturas superiores a unos 200 ºC, se esperaba que el mineral se transformara rápidamente, liberando el agua que contiene.

Sin embargo, experimentos recientes ya habían sugerido que podía soportar condiciones muchísimo más extremas: presiones de entre 35 y 57 gigapascales y temperaturas de hasta 1.827 ºC, compatibles con las existentes entre aproximadamente 900 y 1.250 kilómetros de profundidad. El diminuto diamante brasileño aporta ahora una evidencia natural que refuerza esa posibilidad.

La hipótesis de los investigadores es que la goethita puede viajar protegida dentro de fisuras de placas oceánicas relativamente frías hasta superar los 400 kilómetros de profundidad. Durante su descenso acabaría transformándose y liberando el agua atrapada en su estructura, en un proceso que podría prolongarse hasta el manto inferior.

Y esa agua tampoco sería irrelevante una vez allí. Su liberación puede reducir el punto de fusión de las rocas y favorecer la aparición de pequeñas cantidades de magma que después ascienden lentamente. Es uno de los mecanismos que los científicos estudian para comprender cómo se originan precisamente las rocas volcánicas capaces de transportar estos diamantes superprofundos hasta la superficie.

La paradoja es formidable: para saber qué sucede a cientos -quizá más de mil- kilómetros bajo nuestros pies, los científicos no han tenido que perforar la Tierra.

Les ha bastado con estudiar una piedra de tres milímetros que hizo el viaje de vuelta por ellos.