Identifican dos diamantes a 700 kilómetros de profundidad que podrían dar una pista sobre la Tierra habitable

Dos diamantes superprofundos formados a unos 700 kilómetros bajo la superficie terrestre apuntan a que la Tierra rara vez arrastra el fósforo hasta el manto inferior. La investigación, presentada en la Goldschmidt 2026 Conference y difundida por la Universidad de Alberta, sostiene que las placas oceánicas que se hunden suelen estar demasiado calientes para transportar ese elemento a esas profundidades.

Dos diamantes superprofundos revelaron que el fósforo, un componente esencial del ADN y de las membranas celulares, casi nunca queda atrapado en el manto inferior. Según la investigación, eso ocurre porque las placas oceánicas en subducción suelen alcanzar temperaturas demasiado altas y devuelven ese fósforo a las capas someras del planeta.

Durante décadas, los científicos siguieron el ciclo del fósforo solo en las capas más superficiales de la Tierra, hasta unos 100 kilómetros de profundidad. La incógnita era por qué miles de millones de años de tectónica de placas no habían encerrado ese elemento en las zonas más profundas del manto.

Qiwei Zhang exestudiante de doctorado de la Universidad de Alberta y ahora investigador posdoctoral de la Carnegie Institution for Science, encabezó el estudio junto con Graham Pearson y Thomas Stachel, de la Facultad de Ciencias de la universidad canadiense.

Pearson planteó la dimensión del problema en declaraciones recogidas por la Universidad de Alberta: “Si el 90% del fósforo volviera al manto inferior por subducción, tendríamos una verdadera crisis de fósforo”. Luego resumió el mecanismo que propone el equipo: “En cambio, todo ese fósforo se libera de las placas oceánicas que se hunden y permanece en la Tierra somera”.

Los diamantes que actuaron como archivos del manto

La perforación humana más profunda apenas ha alcanzado 13 kilómetros, de modo que los científicos recurren a los diamantes superprofundos como sondas naturales del manto. Estas gemas se forman entre 410 y 700 kilómetros de profundidad y conservan rastros minerales de ese entorno extremo.

Con apoyo de De Beers, Zhang analizó dos diamantes de ese tipo. Uno, recuperado en Brasil, tiene una edad estimada de 450 millones de años; el otro procede de los Territorios del Noroeste de Canadá y tendría unos 1.700 millones de años.

Esas inclusiones minerales permitieron reconstruir las condiciones en las que se formaron las gemas. La meta era usar los diamantes como registros directos de procesos imposibles de observar de otro modo en el interior de la Tierra.

La tuíta como prueba del recorrido del fósforo

Al principio, Zhang creyó que las inclusiones correspondían a minerales más comunes, como olivino o enstatita. El análisis cambió cuando aplicó espectroscopía Raman y detectó una estructura cristalina que no encajaba con la base de datos disponible.

“Encontré un espectro que el programa no podía relacionar con nada de su base de datos”, relató Zhang. Tras revisar la bibliografía y diseñar un programa propio de identificación, concluyó que las muestras contenían tuíta.

Ese hallazgo podría corresponder a los primeros ejemplos terrestres de ese mineral ultrarraro. Antes solo se había encontrado en meteoritos sometidos a impactos intensos, y se conoce como una transformación de alta presión de la apatita, el fosfato más común de la corteza terrestre.

La presencia de tuíta dentro de los diamantes muestra que el fósforo puede llegar de forma ocasional al manto inferior. Aun así, los modelos de Zhang indican que ese transporte profundo es muy poco eficiente.

Por qué solo las placas más frías llevan fósforo tan hondo

Para llevar fósforo hasta 700 kilómetros de profundidad hace falta una zona de subducción fría, una condición geológica muy poco frecuente. En términos térmicos, eso equivale a unos 1.100°C, frente a los 1.700°C habituales a esas profundidades.

La otra pista clave fue la estishovita, una forma muy densa del cuarzo que solo se forma bajo presiones extremas propias de las zonas más profundas del manto. Su presencia confirmó que tanto ella como la tuíta quedaron atrapadas en el diamante a temperaturas de al menos 500℃ por debajo de las del manto circundante.

“Sabemos que, cuando las cosas se calientan, tienden a ascender, y cuando se enfrían, su densidad aumenta y arrastra la placa tectónica hacia abajo”, explicó Zhang. A partir de esa prueba, añadió: “Como encontramos pruebas de que esa placa era extremadamente fría, hemos descubierto un nuevo mecanismo para el ciclo del fósforo”.

Qué cambia para la geología y la búsqueda de diamantes

El equipo concluyó que, cuando una placa tectónica está lo bastante fría como para conservar fósforo, el ambiente extremo la obliga a transformarse en un nuevo tipo de roca del manto, mucho más densa. Esa densidad y esa estructura podrían determinar hasta qué profundidad logran penetrar esas placas frías en el manto inferior.

Las implicaciones no se limitan al ciclo del fósforo. El estudio también aporta una vía para entender mejor la evolución planetaria a partir de minerales atrapados en diamantes formados a gran profundidad.

Pearson señaló que los diamantes superprofundos representan el 90% de las gemas más grandes y valiosas del mundo, entre ellas los diamantes Cullinan de las Joyas de la Corona británica. Como estas piedras son especialmente difíciles de localizar, parte de la tesis premiada de Zhang se centró en crear métodos con minerales indicadores que ayuden a los geólogos a encontrar esos depósitos.

Zhang explicó que entender mejor la Tierra profunda ayuda a aclarar lo que ocurre en la superficie. En ese marco, el nuevo trabajo vincula la dificultad de llevar fósforo hasta el manto inferior con la permanencia, cerca de la superficie, de un elemento decisivo para la vida.