Traducido por Julio Batista
originales de
La zona límite entre el núcleo de metal fundido de la Tierra o del manto, su capa intermedia rocosa, podría ser una fábrica de diamantes.
Un nuevo experimento de laboratorio descubrió que, bajo temperaturas y presiones extremas, una combinación de hierro, carbono y agua, todos los ingredientes potenciales que se encuentran en el límite entre el núcleo y el manto, puede formar diamantes. Si este proceso también está ocurriendo en las profundidades de la Tierra, también puede explicar algunas peculiaridades extrañas del manto, incluido por qué contiene más carbono de lo que creen los científicos.
Los hallazgos también pueden ayudar a explicar estructuras extrañas en las profundidades del límite entre el núcleo y el manto, donde las ondas sísmicas caen dramáticamente. Estas regiones, conocidas como «zonas de velocidad ultrabaja», están asociadas con extrañas estructuras del manto, incluidas dos protuberancias gigantes sobre África y el Océano Pacífico; Pueden medir unos pocos kilómetros de diámetro o varios cientos. Nadie sabe exactamente lo que soy. Algunos científicos creen que data de hace 4500 millones de años y que hay poco material de la Tierra muy antigua. Investigaciones más recientes sugieren que algunas de estas áreas pueden haber surgido como placas tectónicas, que probablemente surgieron después de que se formó la Tierra, quizás hace 3 mil millones de años.
«Estamos agregando una nueva idea de que estas estructuras no son totalmente antiguas», dijo a WordsSideKick.com el autor principal del estudio, Sang-Heon Shim, geocientífico de la Universidad Estatal de Arizona (EE. UU.).
Simular la Tierra Profunda
La ola o núcleo se encuentra con el manto, o hierro líquido, rozándose contra la roca sólida. Es una transición tan dramática cuando se trata de rocas en la superficie de la Tierra, dice Shim a WordsSideKick.com. En tal transición, especialmente a altas presiones y temperaturas, puede ocurrir una química extraña.
Además, los estudios que usan reflejos de ondas sísmicas para visualizar el manto mostrarán que los materiales de la corteza pueden penetrar más allá del límite del manto central, a unos 3.000 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra. En las zonas de subducción, las placas tectónicas se empujan unas contra otras, levantando la corteza oceánica por o subsolamente. Las rocas de esta corteza oceánica contienen agua atrapada en sus minerales. Como resultado, dice Shim, es posible que exista agua en el límite entre el núcleo y el manto y posiblemente provoque reacciones químicas en el embaixo. (Una teoría para el par de bolsas del manto sobre África y el Pacífico es que están hechas de corteza oceánica deformada que ha sido empujada hacia el manto, lo que podría llevar agua consigo).
Para probar la idea, los investigadores reunieron los ingredientes disponibles en el límite entre el núcleo y el manto y los prensaron con pernos de diamante, generando prensas de hasta 140 gigapascales (o alrededor de 1,4 millones de veces por prensa al nivel del mar). Los investigadores también calentaron nuestras muestras a 3.776 grados centígrados.
“Estamos monitoreando el tipo de reacción que estaba ocurriendo cuando aparecimos”, dijo Shim. «Depois detectamos el diamante y detectamos un intercambio inesperado de elementos entre la roca y el metal líquido».
limpieza de diamantes
Bajo la presión y la temperatura del límite entre el núcleo y el manto, dice Shim, el agua se comporta de manera muy diferente que en la superficie de la Tierra. Como las moléculas de hidrógeno separan dos moléculas de oxígeno. Debido a la alta presión, el hidrógeno gravita hacia el hierro, que es el metal que constituye la mayor parte del núcleo. Assim, el oxígeno produce agua en el manto, mientras que el hidrógeno se derrite como núcleo.
Cuando esto sucede, el hidrógeno parece matar otros elementos ligeros no nucleares, incluido, lo que es más importante, el carbono. Este carbono sale del núcleo y entra en el manto. En las altas presiones presentes, no hay límite entre el núcleo y el manto, la forma más estable de carbono es el diamante.
“Assim, el diamante está formado”, dijo Shim.
No son los mismos diamantes los que pueden brillar en una alianza de boda; Principalmente dos diamantes que suben a la superficie y eventualmente se convierten en gemas de alguna forma a unos cientos de millas de profundidad, no a unos miles. Pero los diamantes en el manto central son propensos a la fluctuación y pueden desprenderse por toda la corteza, distribuyendo su carbono a medida que avanzan.
El manto contiene de tres a cinco veces más carbono de lo que los investigadores esperarían en función de la proporción de elementos en las estrellas y otros planetas. Los diamantes encontrados en esta basura de Terra pueden explicar la discrepancia, dice Shim. Su equipo calculó que si el 10-20% del agua en la corteza oceánica estuviera unida al límite del manto central, podría producir suficientes diamantes para explicar los niveles de carbono en la corteza.
De cualquier manera, muchas áreas de baja velocidad pueden no ser áreas de fusión impulsadas por el agua, provocadas por la agitación de las placas oceánicas en las profundidades del planeta.
Demuestra que este proceso tiene lugar a miles de kilómetros por debajo de la superficie del próximo desafío. Hay varias formas de obtener evidencia, dijo Shim.
Una es buscar estructuras dentro del límite entre el núcleo y el manto que podrían ser aglomerados de diamantes. Los diamantes son densos y transmitirían ondas sísmicas rápidamente, por lo que los investigadores deberían encontrar áreas de alta velocidad en el lado de las regiones abiertas donde las ondas viajan lentamente. Otros investigadores de la Universidad Estatal de Arizona están investigando esta posibilidad, dice Shim, pero el trabajo aún no se ha publicado.
Otra opción es estudiar diamantes que puedan penetrar profundamente en el manto de la Tierra. Estos diamantes a veces pueden salir a la superficie con pequeñas inclusiones, cheias mineras que solo podemos entrenar bajo una presión muy alta.
Igual o famoso diamante de la esperanza puede haberse formado muy profundo en el manto del planeta. Cuando los científicos afirman haber encontrado diamantes muy profundos, esas afirmaciones suelen ser controvertidas, dice Shim, en parte porque las inclusiones son tan pequeñas que no hay material para medir. Pero puede valer la pena buscar inclusiones dentro de los límites del manto central, elemento de diseño.
«Isso sería un gran descubrimiento, si alguien pudiera encontrar evidencia de ello», dijo.
Los investigadores informaron de sus hallazgos el 11 de agosto en una revista Cartas de investigación geofísica.