Hay un trillón de toneladas de diamantes bajo nuestros pies

Según un estudio capitaneado por investigadores del MIT, el interior de la Tierra podría ocultar más de un trillón de toneladas de diamantes. A pesar de ello, no conviene hacerse demasiadas ilusiones: este auténtico tesoro está enterrado a más de 160 km por debajo de la superficie, una profundidad mucho mayor que la alcanzada por cualquier expedición de perforación de cuantas se han llevado a cabo hasta ahora.

Los diamantes, además, no se encuentran en una misma capa, sino que están dispersos dentro de las "raíces cratónicas", las secciones de roca más antiguas y rígidas del planeta, que están bajo el centro de la mayoría de las placas tectónicas continentales. En forma de montañas invertidas, los cratones pueden extenderse a lo largo de cientos de km a través de la corteza terrestre y su manto. Los geólogos llaman "raíces" a sus partes más profundas.

El estudio, recién publicado en la revista Geochemistry, Geophysics, Geosystems, estima que entre un 1 y un 2 por ciento de los cratones podrían estar hechos de diamante puro. Lo que, según los investigadores, supondría que cerca de un trillón de toneladas de diamantes están dispersos en el interior de estas antiquísimas rocas, a profundidades que oscilan entre los 140 y los 240 km bajo nuestros pies.

"Esto demuestra que el diamante no es ese mineral exótico que creíamos -explica Ulrich Faul, investigador del Departamento de Ciencias Terrestres, Atmosféricas y Planetarias del MIT- sino que, en la escala geológica de las cosas, es algo relativamente común. No podemos alcanzarlos, pero aun así, hay mucho más diamante ahí abajo de lo que jamás pensamos".

Faul y sus colegas llegaron a estas conclusiones tras analizar una intrigante anomalía en los datos sísmicos. Durante las pasadas décadas, instituciones geológicas de todo el mundo han mantenido registros globales de la actividad sísmica, ondas de sonido que viajan a través de la Tierra y que son provocadas por terremotos, tsunamis, explosiones y otras fuentes capaces de sacudir el suelo. Los receptores sísmicos repartidos por todo el mundo recogen ondas sonoras de dichas fuentes, a varias velocidades e intensidades, que los sismólogos pueden usar para determinar dónde, por ejemplo, se originó un terremoto.

Pero los científicos también pueden usar estos datos sísmicos para construir imágenes que muestren el aspecto del interior de la Tierra. Según sea la densidad, la temperatura y la composición de las rocas que atraviesan, las ondas sonoras se mueven a diferentes velocidades a través del planeta. Y los geólogos han utilizado esta relación entre velocidad sísmica y composición de las rocas para estimar qué clase de materiales componen tanto la corteza terrestre como la parte superior del manto, la litosfera.

Sin embargo, al utilizar este método los científicos han sido incapaces hasta ahora de explicar una curiosa anomalía: las ondas sonoras aceleran de forma significativa cuando atraviesan las raíces de los cratones. Se sabe que los cratones son más fríos y menos densos que el manto que los rodea, lo que podría explicar unas ondas sonoras más rápidas... pero en ningún caso tan rápidas como las que se han medido.

"Las velocidades que hemos encontrado son más rápidas de lo que podemos explicar con suposiciones razonables sobre la naturaleza de lo que hay allí -explica Faul-. Por lo tanto, tenemos un problema. Así fue cómo empezó este proyecto".

El equipo, por lo tanto, se marcó el objetivo de identificar la composición de los cratones para explicar los picos detectados en las velocidades sísmicas. Para conseguirlo, los sismólogos utilizaron primero datos sísmicos del USGS (Servicio Geológico de los Estados Unidos) y otras fuentes para generar un modelo tridimensional de las velocidades de las ondas sísmicas que atraviesan los cratones más importantes de la Tierra.

Después, Faul, que en el pasado ya había estudiado en laboratorio las velocidades del sonido a través de muchos tipos de minerales, utilizó esos conocimientos para generar diversos tipos de rocas virtuales, hechas de varias combinaciones de minerales y calculó, junto a su equipo, la velocidad del sonido a través de cada una de ellas.

El resultado fue que solo un tipo de roca producía las mismas velocidades medidas por los sismólogos: una que contenía entre el 1 y el 2 por ciento de diamante, además de peridotita (la roca dominante en el manto superior) y cantidades menores de otras rocas. El escenario dibujado por Faul representa, por lo menos, una cantidad de diamantes mil veces superior a la que predice cualquiera de las teorías actuales.

"Los diamantes son especiales en muchos sentidos -prosugue Faul-. Y una de sus propiedades especiales es que la velocidad del sonido a través de ellos es más del doble que a través del mineral dominante en las rocas del manto superior".

Los científicos, pues, habían dado con la "receta" que permitía resolver la anomalía y dar una explicación al incremento de la velocidad de las ondas sísmicas que atraviesan los cratones. Esta pequeña fracción de diamante tampoco alteraría la densidad total de un cratón, que es menos denso que el manto circundante.

Como palos en el agua

En palabras del investigador, "son como piezas de madera flotando en el agua. Los cratones son un poco menos densos de lo que hay a su alrededor, por lo que no se hunden hasta las profundidades de la Tierra, sino que permanecen flotando en la superficie. Así es como se conservan las rocas más antiguas. Descubrimos que solo se necesita del 1 al 2 por ciento de diamantes para que las cratones sean estables y no se hundan".

Para Faul, el hecho de que las raíces cratónicas estén formadas en parte por diamantes tiene todo el sentido. Los diamantes, en efecto, se forman en las profundidades de la Tierra, en ambientes de alta presión y elevada temperatura, y solo lo hacen cerca de la superficie a través de erupciones volcánicas masivas, que tienen lugar cada pocas decenas de millones de años. Esas erupciones crean "tubos geológicos" hechos de un tipo de roca, la kimberlita (llamada así por la ciudad de Kimberly, en Sudáfrica, donde se encontraron en ella diamantes por primera vez), que pueden servir para que los diamantes lleguen desde lo más profundo a la superficie terrestre.

Se han encontrado tubos de kimberlita en los bordes de muchas raíces cratónicas, por ejemplo en Canadá, Siberia, Australia y Sudáfrica. Por eso, opina Faul, tiene sentido pensar que las propias raíces cratónicas incluyan diamantes en su composición.

"Se trata de evidencias circunstanciales -concluye Faul-, pero hemos reconstruido todo el proceso. Pasamos por todas las diferentes posibilidades, desde todos los ángulos, y éste es el único que queda para tener una explicación razonable".