La longevidad de los continentes de la Tierra frente a la actividad tectónica destructiva es un telón de fondo geológico esencial para el surgimiento de la vida en nuestro planeta. Esta estabilidad depende del manto subyacente unido a las masas de tierra. Nueva investigación realizada por un grupo de geocientíficos de Carnegie,El Instituto Gemológico de América y la Universidad de Alberta demuestran que los diamantes se pueden usar para revelar cómo una sección flotante del manto debajo de algunos de los continentes se volvió lo suficientemente gruesa como para proporcionar estabilidad a largo plazo.
"Hemos encontrado una manera de usar rastros de azufre de los antiguos volcanes que llegaron al manto y eventualmente a los diamantes para proporcionar evidencia de un proceso particular de construcción del continente", explicó Karen Smit del Instituto Gemológico de América,autor principal del artículo del grupo, que aparece esta semana en ciencia . "Nuestra técnica muestra que la actividad geológica que formó el continente africano occidental se debió al movimiento tectónico de placas de la corteza oceánica que se hunde en el manto".
Los diamantes pueden ser amados por los coleccionistas de joyas, pero realmente son los mejores amigos de un geólogo. Debido a que se originan en lo profundo de la Tierra, los pequeños granos minerales atrapados dentro de un diamante, a menudo considerados indeseables en el comercio de gemas, pueden revelar detalles sobre las condicionesbajo el cual se formó
"De esta manera, los diamantes actúan como emisarios mineralógicos desde las profundidades de la Tierra", explicó el coautor de Carnegie, Steve Shirey.
Alrededor de 150 a 200 kilómetros, 93 a 124 millas, debajo de la superficie, las formaciones geológicas llamadas quillas de manto actúan como estabilizadores de la corteza continental. El material que las compone debe espesarse, estabilizarse y enfriarse debajo del continente para formar un fuerteflotante, quilla que es fundamental para preservar la masa terrestre de la superficie contra las fuerzas destructivas implacables de la actividad tectónica de la Tierra. Pero cómo se logra esto ha sido un tema de debate en la comunidad científica.
"Resolver este misterio es clave para entender cómo los continentes llegaron a existir en sus encarnaciones actuales y cómo sobreviven en un planeta activo", explicó Shirey. "Dado que este es el único planeta rocoso tectónicamente activo que conocemos, entender elLa geología de cómo se formaron nuestros continentes es una parte crucial para discernir qué hace que la Tierra sea habitable ".
Algunos científicos piensan que las quillas del manto se forman mediante un proceso llamado subducción, por el cual las placas oceánicas se hunden desde la superficie de la Tierra hacia sus profundidades cuando una placa tectónica se desliza debajo de otra. Otros piensan que las quillas se crean por un proceso vertical en el que se levantan columnas de magma calientedesde mucho más profundo en la Tierra.
Se necesitaba una herramienta geoquímica que pueda detectar si la fuente del maquillaje de una quilla del manto se originó a partir de placas de superficie o de una corriente de material de manto más profundo para ayudar a resolver este debate. Afortunadamente, las quillas del manto tienen las condiciones ideales para la formación de diamantes. Esto significa que los científicospuede revelar el origen de una quilla del manto al estudiar las inclusiones de los diamantes que se formaron en él.
El análisis del grupo de investigación de minerales ricos en azufre, llamados sulfuros, en diamantes extraídos en Sierra Leona indica que la región experimentó dos eventos de subducción durante su historia.
Pudieron hacer esta determinación porque la química de los granos minerales de sulfuro solo se ve en muestras de la superficie de la Tierra hace más de 2.500 millones de años, antes de que el oxígeno se volviera tan abundante en la atmósfera de nuestro planeta. Esto significa que el azufre en estosLas inclusiones minerales deben haber existido una vez en la superficie de la Tierra y luego fueron arrastradas hacia el manto por subducción.
La comparación del equipo con los diamantes de Botswana mostró evidencia similar de creación de quilla a través de la subducción. Pero la comparación con los diamantes extraídos del norte de Canadá no muestra la misma química de azufre, lo que significa que la quilla del manto en esta región se originó de alguna manera que noincorporar material de superficie.
Los hallazgos del grupo sugieren que el engrosamiento y la estabilización de la quilla del manto debajo del continente africano occidental ocurrieron cuando esta sección del manto se apretó por colisión con el material del suelo oceánico que se hunde. Este método de engrosamiento de la quilla y estabilización del continente no es responsable de formar elquilla debajo de una porción del norte de Canadá. Los minerales de sulfuro dentro de los diamantes canadienses no les dicen a los investigadores cómo se formó esta quilla, solo cómo no se formó.
"Nuestro trabajo muestra que las inclusiones de sulfuro en los diamantes son una herramienta poderosa para investigar los procesos de construcción del continente", concluyó Smit.
Este trabajo fue apoyado por el GIA, la Universidad de Alberta, la NSF y Carnegie. Es una contribución al Observatorio de Carbono Profundo.
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Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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