Uso de diamantes para rastrear la subducción de la placa oceánica en el manto profundo de la Tierra

Crédito:  Robert Simmon, NASA GSFC.

Crédito:  Robert Simmon, NASA GSFC.

Los diamantes se forman a altas presiones en las profundidades de la Tierra y contienen importantes pistas químicas sobre la composición interior de nuestro planeta y su manto dinámico. En un estudio codirigido por Evan Smith del Instituto Gemológico de América, y Peng Ni del Instituto Carnegie para la Ciencia, se ha utilizado la geoquímica de los diamantes para rastrear un aspecto enigmático de la tectónica de placas y la subducción.

La corteza oceánica y la capa superior subyacente del manto interactúan con el agua de mar durante millones de años antes de ser subducidas hacia el manto más profundo. Durante este tiempo, el agua de mar puede penetrar estas capas para formar una versión alterada de la roca del manto llamada serpentinita. Durante mucho tiempo se pensó que estas capas serpentinizadas transportaban materiales de la superficie y agua a las regiones más profundas del manto de la Tierra durante la subducción. Sin embargo, la huella geoquímica de este proceso no se ha detectado directamente hasta ahora.

Smith, Ni, y sus colegas utilizaron inclusiones de metales ricos en hierro y níquel en diamantes grandes naturales (similares al conocido diamante Cullinan) para dilucidar este proceso. Estos diamantes se formaron a una profundidad entre 360 y 750 kilómetros, consistente con la zona de transición entre el manto superior e inferior de la Tierra, y luego estallaron en la superficie. Los investigadores analizaron las inclusiones metálicas para determinar su composición isotópica de hierro, y demostraron que su firma isotópica no podía explicarse por composiciones conocidas del manto o reacciones que tuvieran lugar a grandes profundidades. Sin embargo, los minerales de óxido ricos en hierro como la magnetita, que se producen durante la serpentinización cerca de la superficie, son una coincidencia isotópica.

Estos resultados ofrecen nuevos conocimientos sobre el ciclo geoquímico del agua entre la superficie y el manto por la serpentinita que se subduce en las porciones más profundas de la Tierra. Anteriormente, algunos investigadores creían que el agua atrapada en la serpentinita se eliminaba durante reacciones a profundidades mucho menores. Los resultados de este trabajo también pueden ayudar a explicar otros acertijos en geología, como la heterogeneidad isotópica de hierro observada entre las rocas del manto y los basaltos de islas oceánicas en erupción. LEE MAS