Aunque es uno de los materiales más abundantes del manto profundo, hasta la fecha no se ha podido recuperar ninguna muestra de davemoita porque se desintegra en condiciones ambientales normales
A pesar de que la Tierra es nuestro ‘hogar’ en el Universo, su interior es un lugar bastante diferente a lo que vemos en la superficie. Se sabe, por ejemplo, que a cientos de kilómetros de profundidad se pueden encontrar varios ‘mares’ encerrados en las rocas; o que allí existen materiales muy comunes pero que, al perder determinadas condiciones de elevadas temperaturas y presiones, acaban desapareciendo o convirtiéndose en otra cosa. Los ejemplos típicos son el grafito y el diamante: ambos están hechos de carbono, pero dispuestos en estructuras diferentes, debido a que el segundo se ha formado a grandes presiones en el interior de la Tierra.
Los científicos llevan décadas teorizando sobre diferentes minerales muy abundantes en el manto pero imposibles de encontrar o de ‘sobrevivir’ en condiciones ambientales ‘normales’.
Es el caso de la perovskita de silicato de calcio (CaSiO3), un material que puede tener la clave de por qué el interior de la Tierra aún guarda tanto calor. Ahora, investigadores de la Universidad de Nevada, Las Vegas, afirman haber rescatado, por primera vez, una muestra de CaSiO3 de la naturaleza encerrado dentro de un diamante. Un mineral al que han bautizado como daevmaoita, en honor a Ho-kwang (Dave) Mao, un destacado geólogo que llevó a cabo muchos descubrimientos pioneros en geoquímica y geofísica de alta presión. Las conclusiones acaban de publicarse en la revista ‘ Science‘.
Perovskitas espaciales y otros hallazgos
Estos minerales a altas presiones se forman a profundidades de entre 650 y 2.500 kilómetros bajo nuestros pies, lo que hace que, de momento, sea tarea complicada recuperarlos. Algunos ‘viajan’ hacia nosotros, como los ya citados diamantes, que son ‘escupidos’ por las erupciones volcánicas. Gracias a su dureza, son capaces de aguantar con la misma estructura en la superficie y llegar como una roca preciosa a nuestras manos. Pero no todos son tan duros y, de hecho, la mayoría de los minerales del manto profundo se desintegran o cambian cuando llegan hasta nosotros.
Otra opción es recrearlos en los laboratorios, una técnica muy utilizada para estudiarlos pero que, evidentemente, no aporta tanta información como el original -de hecho, la perovskita de silicato de calcio sí se había producido en laboratorios, pero nunca se había encontrado en la superficie-. Y existe una tercera vía que, paradójicamente, llega desde millones de kilómetros por encima de nuestras cabezas: los meteoritos. Concretamente los procedentes del cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, donde los choques a alta velocidad someten a estas rocas a presiones y temperaturas similares a las del interior de la Tierra, y su estructura puede estabilizarse y quedar congelada cuando se pasa a condiciones más estables.
De hecho, en 2014, el equipo liderado por el geólogo Oliver Tschauner, físico de minerales en el departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Nevada, encontró la primera muestra de mineral de alta presión en la naturaleza, la bridgmanita -un material que, según cálculos científicos, compone el 93% del manto inferior terrestre- precisamente en un meteorito. Cuatro años más tarde, el mismo grupo halló inclusiones de hielo-VII, una forma cristalina cúbica de hielo que se construye cuando el agua acuosa queda atrapada y sometida a una presión extremadamente alta.
En 2018, otro grupo de investigadores afirmó haber encontrado perovskita de silicato de calcio en un diamante encontrado en Sudáfrica, si bien no llegaron a nombrar de forma oficial el nuevo mineral, al contrario que el equipo de Tschauner, que ha registrado el hallazgo ante la Asociación Mineralógica Internacional.
El diamante que guarda al mineral
Tschauner ha encontrado esta ‘sorpresa’ en el interior de un diamante de forma octaédrica desenterrado hace décadas en Botswana, en la mina Orapa. En 1987, un comerciante de minerales vendió el diamante a George Rossman, un mineralogista del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena. Tschauner, Rossman y sus colegas comenzaron a estudiarlo hace varios años como parte de una investigación sobre minerales atrapados en diamantes profundos.
Este diamante se creó a una una profundidad de entre 660 y 900 kilómetros, a presiones que superan 240.000 veces la presión del nivel del mar. En este proceso de formación encerró en su interior el CaSiO3, creando una suerte de ‘coraza’ estable que ha permitido que la estructura del mineral en su interior, la davemaoita, haya sobrevivido al viaje hacia el exterior. «Es la fuerza del diamante lo que mantiene las inclusiones a alta presión», dice Tschauner para la web ‘ Nature‘ refiriéndose a las motas sombreadas que se pueden apreciar en el diamante.
Pero el hallazgo no queda ahí. Al escudriñar en el esquivo mineral utilizando una técnica llamada radiación de sincrotrón, los investigadores pudieron observar «una amplia variedad de elementos en su estructura», incluidos el potasio, el torio y el uranio, tres de los principales elementos productores de calor. Estos isótopos generan mucho calor en la parte inferior del manto de la Tierra, la capa entre la corteza y el núcleo del planeta, lo que convierte a la davemaoita en clave para comprender cómo el calor se mueve a través de las profundidades terrestres y, a su vez, cómo las altas temperaturas circulan entre el manto y la corteza impulsando procesos como la tectónica de placas.
«El trabajo del equipo de Tschauner inspira esperanza en el descubrimiento de otras fases más complejas de alta presión en la naturaleza, ya sea a través de una búsqueda cuidadosa en diamantes de origen profundo o en meteoritos -escribe el geoquímico Yingwei Fei, de Carnegie Science,en un artículo adicional al estudio también publicado en ‘Science’-. Tal muestreo directo del inaccesible manto inferior llenaría nuestro vacío de conocimiento sobre la composición química y la heterogeneidad de toda esta zona de nuestro planeta».
