Los diamantes: mensajeros del interior terrestre. Por Julio Stampone

 

 

"El diamante es el testimonio más deslumbrante de la paciencia de la Tierra; un humilde carbón que el tiempo convirtió en eterno brillante"

 

La Tierra por dentro

En los últimos años los adelantos tecnológicos han permitido revelar algunos misterios ocultos del interior terrestre. Para conocerlos, deberemos recorrer 6371 km hasta llegar a su centro; durante ese trayecto atravesaremos diferentes capas de materiales y en distintos estados físicos, producto de las interacciones entre las altas presiones y temperaturas ahí existentes.

 

Si comenzamos nuestro camino desde la superficie y hasta unos 150 km de profundidad, extendiéndose quizás hasta unos 200 km en algunos casos, nos encontramos en la litósfera rígida, conformada por una gran variedad de rocas y minerales. En ella, la temperatura varía desde la ambiental hasta unos 1200 °C en su base, donde la presión llega a unas 70 000 atm. A esta primera capa le continúa el manto superior, que alcanza los 700 km de profundidad. Si bien es sólido, en los primeros 250 kilómetros o quizás algo más presenta cierta plasticidad (astenosfera). La temperatura en esta zona alcanza los 1900 °C y la presión llega a 230.000 atm; aquí la variedad de minerales se reduce significativamente: solo subsisten poco más de una decena de las 6000 especies existentes en la litósfera.

Luego viene el manto inferior sólido, que se extiende hasta los 2900 km, donde tanto la temperatura como la presión siguen en aumento hasta registrar 3700 °C la primera y 1,4 millones de atm la segunda. En esta parte del interior terrestre solo conviven cuatro especies minerales: la bridgmanita, que se destaca por ser el mineral más abundante del planeta y ocupa aproximadamente el 38 % del volumen total, la ferropericlasa, la davemaoíta y la postperovskita. Esta última especie es la más densa y se encuentra entre los 2700 y los 2900 km de profundidad, marcando la transición hacia el núcleo externo «líquido» que llega hasta los 5150 km. Este está compuesto fundamentalmente por hierro (85 %) y níquel (5 %), acompañado por escasas proporciones de elementos ligeros minoritarios (entre el 5 % y 10 %) como azufre, silicio, oxígeno, carbono e hidrógeno, los cuales deprimen el punto de fusión, causando un efecto antisolidificante pese a las altas temperaturas y presiones existentes, del orden de los 4000 °C a 5500 °C y entre 1,4 y 3,3 millones de atm respectivamente.

Finalmente, en la parte más profunda de nuestro planeta se encuentra el núcleo interno, formado por una aleación de hierro y níquel (ferroníquel) en un porcentaje algo mayor que en el núcleo externo y con menor proporción de elementos ligeros, pero en estado sólido debido al confinamiento gravitacional masivo, producto de los miles de kilómetros de materiales que tiene por encima. Aquí la temperatura alcanza los 6000 °C y la presión está en el orden de los 3,6 millones de atm, que equivalen a  una fuerza de 37 millones de toneladas por metro cuadrado. Esta bola metálica sólida tiene el tamaño de Plutón y se encuentra flotando y girando en sentido antihorario dentro del hierro fundido, en el mismo sentido que toda la Tierra.

 

¿Qué rol cumplen los diamantes en todo esto?

Los diamantes son los cristales naturales más duros que conocemos; de acuerdo con la Escala de Dureza de Mohs, alcanzan el valor tope de 10. Están compuestos por carbono, pero pueden contener inclusiones o impurezas minoritarias de distintas sustancias o minerales. Tienen la particularidad de que, al penetrar la luz en ellos, la velocidad de esta se reduce notablemente: de incidir a casi 300.000 km/s baja a unos 124.000 km/s. Entra lenta, le cuesta salir y rebota adentro; por eso brilla tanto.

 

Todos los diamantes se forman en el manto terrestre bajo condiciones extremas de presión y temperatura, unos más profundamente que otros. En ocasiones, impulsados por las fuerzas interiores, salen de su situación de confort y viajan hasta la litósfera, dando por cumplido su cometido de «mensajeros del interior terrestre» trayendo consigo los secretos de las profundidades. Cabe mencionar que el coqueto diamante tiene un hermano pobre, el grafito, que posee igual composición química (carbono) pero distinta forma de cristalización, por lo que difieren notablemente en sus propiedades físicas.

 

¿Cómo hacen su tarea los diamantes?

Ellos se forman a elevadas profundidades. Las variedades más comunes lo hacen entre los 100 km y 200 km, en la litósfera continental antigua; mientras que los superprofundos son raros, se originan entre los 400 km y 800 km de profundidad y son clave para conocer el interior profundo de la Tierra.

Los movimientos tectónicos, comunes en el interior terrestre, generan vías de escape de las rocas fundidas (magma) que, favorecidas por la diferencia de presión, provocan que los gases disueltos en ella comiencen a expandirse, impulsando el magma hacia la superficie. 

Este tipo de magma, denominado kimberlítico, sube a través de un conducto principal (chimenea) llevando como pasajeros a los diamantes. A medida que avanza se va enfriando y, finalmente, termina solidificándose sin llegar a la superficie.

La característica principal de este fenómeno geológico es la gran velocidad de ascenso, de entre 30 y 70 km/h. Esta emergencia rápida es crucial para la existencia de los diamantes: si fuera más lenta, como en los demás magmas del planeta (que viajan entre 1 m/año y 3,6 km/h), la caída de presión transformaría a los diamantes en grafito; el rico se volvería pobre.

 

Durante su crecimiento, los diamantes incorporan en su estructura interna impurezas microscópicas conocidas como inclusiones, que en muchos casos son partículas minerales (el 99,5 % de ellos tienen imperfecciones). Por otro lado, la extremada dureza que poseen los diamantes los convierte en una cápsula del tiempo acorazada e indestructible que protege a los minerales atrapados de los bruscos cambios de presión y temperatura que acontecen en su camino hacia la superficie terrestre. De esta manera, cuando los científicos analizan las partículas minerales contenidas en los diamantes, pueden establecer dónde se formaron, arrojando luz sobre cómo está conformado el interior terrestre y cuál fue su ambiente de formación. ¡Algo increíble, ¿no?!