agosto 05, 2012

¿Cómo se forman los diamantes?

La mayoría de las personas creen que los diamantes se forman a partir del metamorfismo de carbón, motivado principalmente por lo que nos inculcaron en las aulas mayormente; sin embargo, sucede que el carbón rara vez ha jugado un papel en la formación de los diamantes. De hecho, la mayoría de los diamantes que han sido datados son mucho mas antiguos que las primeras plantas terrestres de la Tierra, que son el material de origen del carbón.  Eso por sí solo debería ser suficiente evidencia para cerrar la idea de que los depósitos de diamantes en la Tierra se formaron a partir del carbón. Otro problema con la idea es que las vetas de carbón son rocas sedimentarias que generalmente se presentan como unidades de roca horizontal o casi horizontal. Sin embargo, las rocas de origen de los diamantes son tubos verticales llenas de rocas ígneas. Cuatro procesos se cree que son responsables de casi todos los diamantes naturales que han sido encontrados en o cerca de la superficie terrestre. Uno de estos procesos representa casi el 100% de todos los diamantes que alguna vez ha sido minadas. Los tres restantes son fuentes insignificantes de diamantes comerciales. Estos procesos rara vez involucran carbón.
Gráfico A


1) Formación del diamante en el manto terrestre
Los geólogos creen que los diamantes de todos los depósitos de diamantes comerciales de la Tierra se formaron en el manto y se entregan a la superficie por una profunda fuente de las erupciones volcánicas. Estas erupciones producen los tubos de kimberlita y lamproita que son buscados por los buscadores de diamantes. Los diamantes degradado y erosionados de estos depósitos eruptivos están contenidos en los depósitos de sedimentos de los ríos y costas. La formación de los diamantes naturales requiere de temperaturas y presiones muy altas. Estas condiciones se dan en zonas limitadas del manto de la Tierra alrededor de 90 millas (150 kilómetros) debajo de la superficie donde las temperaturas son por lo menos 2000 grados Fahrenheit (1050° Celsius) (1). Esta crítica a la temperatura ambiente de presión para la formación de diamante y la estabilidad no está presente a nivel mundial. En su lugar, se cree que estar presentes principalmente en el manto por debajo de los interiores estables de las placas continentales (2).
Los diamantes se formaron y se almacena en estas "zonas de estabilidad de diamantes" se entregan a la superficie de la Tierra durante la profunda fuente de las erupciones volcánicas. Estas erupciones arrancar trozos del manto y los llevan rápidamente a la superficie (3), Véase gráfico A. Este tipo de erupción volcánica es extremadamente rara y no ha ocurrido desde que los científicos han sido capaces de reconocerlos. es el carbón participar? El carbón es una roca sedimentaria, formada a partir de restos vegetales depositados en la superficie de la Tierra. Rara vez se enterró a una profundidad de más de dos millas (3,2 kilómetros). Es muy poco probable que el carbón se ha movido desde la corteza hasta una profundidad muy por debajo de la base de una placa continental. La fuente de carbono para estos diamantes del manto de carbón es más probable atrapado en el interior de la Tierra en el momento de la formación del planeta.

2) Formación Diamante en zonas de subducción
Pequeños diamantes se han encontrado en rocas que se cree que han sido subducida profundamente en el manto por los procesos de tectónica de placas - y luego regresaron a la superficie (4), Véase gráfico. La formación de diamante en una placa de subducción podría ocurrir a tan sólo 50 millas (80 kilómetros) debajo de la superficie ya temperaturas tan bajas como 390 grados Fahrenheit (200 grados centígrados) (1). ¿El carbón participa? El carbón es una fuente de carbono posible para este proceso de formación de diamante. Sin embargo, las placas oceánicas son candidatos más probables para la subducción de las placas continentales, debido a su mayor densidad. Las fuentes de carbono más probables de la subducción de una placa oceánica son las rocas carbonatadas como la caliza, mármol y dolomita y, posiblemente, las partículas de restos vegetales en los sedimentos marinos.

3) Formación del diamante en los sitios de impacto
A lo largo de su historia, la Tierra ha sido repetidamente golpeado por asteroides de gran tamaño. Cuando estos asteroides caen sobre la Tierra se producen temperaturas y presiones. Por ejemplo: cuando un asteroide de seis millas (10 kilómetros) de ancho golpee la tierra, se puede viajar a velocidades de hasta 9 a 12 kilómetros por segundo (de 32400 a 43200 km/h). Tras el impacto de este objeto a enormes velocidades produciría una energía equivalente a millones de armas nucleares y las temperaturas más calientes que la superficie del Sol (5). La alta temperatura y presión de un impacto son más que suficientes para formar diamantes. Esta teoría de la formación de diamante ha sido apoyada por el descubrimiento de pequeños diamantes en torno a varios sitios de impacto de asteroide. Entonces, ¿El carbón esta presente?, El carbón puede estar presente en la zona objetivo de estos impactos y podría servir como la fuente de carbono de los diamantes. Calizas, mármoles, dolomitas y otras rocas que contienen carbono son también fuentes potenciales de carbono.

4) Formación en el espacio
Investigadores de la NASA han detectado un gran número de nanodiamantes en algunos meteoritos (nano-diamantes son diamantes que son unos pocos nanómetros - milmillonésimas de un metro de diámetro). Acerca de tres por ciento del carbono en estos meteoritos está contenida en la forma de nanodiamantes. Estos diamantes son demasiado pequeños para ser utilizados como gemas o abrasivos industriales, sin embargo, son una fuente de material de diamante (6). Investigadores del Smithsonian también se encuentran un gran número de pequeños diamantes cuando cortaban una muestra del meteorito Allen Hills (7). Estos diamantes en los meteoritos se cree que se formaron en el espacio a través de colisiones de alta velocidad similar a cómo los diamantes se forman en la Tierra en los lugares de impacto. ¿El carbón participa? El carbón no está involucrado en la creación de estos diamantes. La fuente de carbono es de un órgano distinto de la Tierra.

La evidencia más convincente
La evidencia más convincente que el carbón no jugó un papel importante en la formación de la mayoría de los diamantes es una comparación entre la edad de los diamantes de la Tierra y la edad de las primeras plantas terrestres. Casi todos los diamantes que se ha fechado formado durante el Precámbrico - el período de tiempo entre la formación de la Tierra (unos 4.600 millones de años) y el inicio del Período Cámbrico (hace 542 millones de años). Por el contrario, las primeras plantas terrestres no apareció en la Tierra hasta hace unos 450 millones de años - casi 100 millones de años después de la formación de prácticamente todos los diamantes naturales de la Tierra-. Puesto que el carbón se forma a partir de restos de plantas terrestres, entre estas las más antiguas tienen menos tiempo que casi todos los diamantes que alguna vez haya sido fechado, es fácil concluir que el carbón no jugó un papel importante en la formación de los diamantes de la Tierra.

Documentación:

(1) Erlich, la IE; Dan Hausel, W. (2002). Yacimientos de diamantes. Sociedad de Minería, Metalurgia y Exploración. pp 74-94. ISBN 0873352130. URL

(2) Museo Americano de Historia Natural (1998). La naturaleza de Diamantes - Los diamantes se encuentran en los núcleos continentales. Museo Americano de Historia Natural. URL

(3) Museo Americano de Historia Natural (1998). La naturaleza de los diamantes - kimberlita y lamproita. Museo Americano de Historia Natural. URL

(4) Museo Americano de Historia Natural (1998). La naturaleza de los diamantes - por colisiones continentales, los impactos de meteoritos y polvo de estrellas. Museo Americano de Historia Natural. URL

(5) Oakes, Maureen (2003). Modelado de un impacto de asteroide - ¿Sabía que mató a los dinosaurios?. Los Alamos National Laboratory. URL

(6) Vu, Linda (2008). Los ojos de luz para divisar diamantes en el cielo de Spitzer. NASA / JPL-Caltech. URL

(7) Tyson, Peter (2000). Diamantes en el cielo. NOVA en línea.URL

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