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One of the 2.7 billion year-old diamonds used in this work. Credit: Michael Broadley |
Un estudio único de diamantes antiguos ha demostrado que la composición química básica de la atmósfera terrestre que la hace adecuada para la explosión de diversidad de la vida se estableció hace al menos 2.700 millones de años. Los gases volátiles que se conservan en los diamantes encontrados en las rocas antiguas estaban presentes en proporciones similares a las que se encuentran en el manto actual, lo que a su vez indica que no ha habido ningún cambio fundamental en las proporciones de los volátiles en la atmósfera durante los últimos miles de millones de años. Esto demuestra que una de las condiciones básicas necesarias para la vida, la presencia de elementos vitales en cantidad suficiente, apareció poco después de la formación de la Tierra y se ha mantenido bastante constante desde entonces.
Al presentar el trabajo en la conferencia de Geoquímica Goldschmidt, el investigador principal, el Dr. Michael Broadly, declaró: "La proporción y composición de los volátiles en la atmósfera refleja la que se encuentra en el manto, y no tenemos pruebas de un cambio significativo desde que se formaron estos diamantes hace 2.700 millones de años".
Los volátiles, como el hidrógeno, el nitrógeno, el neón y las especies portadoras de carbono, son elementos y compuestos químicos ligeros que pueden vaporizarse fácilmente debido al calor o a los cambios de presión. Son necesarios para la vida, especialmente el carbono y el nitrógeno. No todos los planetas son ricos en volátiles; la Tierra es rica en volátiles, al igual que Venus, pero Marte y la Luna perdieron la mayor parte de sus volátiles en el espacio. En general, un planeta rico en volátiles tiene más posibilidades de albergar vida, por lo que gran parte de la búsqueda de vida en planetas que rodean a estrellas lejanas (exoplanetas) se ha centrado en la búsqueda de volátiles.
En la Tierra, las sustancias volátiles surgen en su mayoría del interior del planeta, y son llevadas a la superficie a través de cosas como las erupciones volcánicas. Saber cuándo llegaron los volátiles a la atmósfera terrestre es clave para entender cuándo las condiciones de la Tierra eran adecuadas para el origen y el desarrollo de la vida, pero hasta ahora no había forma de entender estas condiciones en el pasado profundo.
Ahora, investigadores franceses y canadienses han utilizado diamantes antiguos como cápsula del tiempo, para examinar las condiciones en el interior del manto terrestre en un pasado lejano. Los estudios de los gases atrapados en estos diamantes muestran que la composición volátil del manto ha cambiado poco en los últimos 2.700 millones de años.
El investigador principal, Michael Broadley (Universidad de Lorena, Francia), declaró: "Estudiar la composición del manto moderno de la Tierra es relativamente sencillo. Por término medio, la capa del manto comienza a unos 30 km por debajo de la superficie de la Tierra, por lo que podemos recoger muestras arrojadas por los volcanes y estudiar los fluidos y gases atrapados en su interior. Sin embargo, la constante agitación de la corteza terrestre a través de las placas tectónicas hace que las muestras más antiguas hayan sido destruidas en su mayoría. Los diamantes, sin embargo, son comparativamente indestructibles, son cápsulas del tiempo ideales".
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| Diagrama de las capas de la Tierra, mostrando la posición en la que se formaron los diamantes en el manto superior. Crédito: Michael Broadley |
Conseguimos estudiar los diamantes atrapados en rocas de 2.700 millones de años de antigüedad altamente conservadas de Wawa, en el Lago Superior de Canadá. Esto significa que los diamantes son al menos tan antiguos como las rocas en las que se encuentran, probablemente más. Es difícil datar los diamantes, por lo que esto nos dio la oportunidad de estar seguros de la edad mínima. Estos diamantes son increíblemente raros, y no son como las hermosas gemas en las que pensamos cuando pensamos en diamantes. Los calentamos a más de 2.000 grados C para transformarlos en grafito, que luego liberó pequeñas cantidades de gas para su medición".
El equipo midió los isótopos de helio, neón y argón, y descubrió que estaban presentes en proporciones similares a las que se encuentran en el manto superior en la actualidad. Esto significa que probablemente ha habido pocos cambios en la proporción de volátiles en general, y que es probable que la distribución de los elementos volátiles esenciales entre el manto y la atmósfera haya permanecido bastante estable durante la mayor parte de la vida de la Tierra. El manto es la parte que se encuentra entre la corteza terrestre y el núcleo, y comprende alrededor del 84% del volumen de la Tierra.
El Dr. Broadley declaró: "Este resultado es sorprendente. Significa que el entorno rico en volátiles que vemos hoy en día no es un desarrollo reciente, por lo que proporciona las condiciones adecuadas para el desarrollo de la vida. Nuestro trabajo demuestra que estas condiciones estaban presentes hace al menos 2.700 millones de años, pero los diamantes que utilizamos pueden ser mucho más antiguos, por lo que es probable que estas condiciones se dieran mucho antes de nuestro umbral de 2.700 millones de años."
La Dra. Suzette Timmerman (Universidad de Alberta, Canadá), que no participó en la investigación, dijo: "Los diamantes son muestras únicas, ya que fijan las composiciones durante su formación. Los diamantes fibrosos de Wawa, en concreto, fueron una gran selección para su estudio, ya que tienen más de 2.700 millones de años, y proporcionan importantes pistas sobre la composición volátil en este periodo, el Neoarqueano. Es interesante que el manto superior parezca ya desgasificado hace más de 2.700 millones de años. Este trabajo es un paso importante para comprender el manto (y la atmósfera) en la primera mitad de la historia de la Tierra y abre el camino a nuevas preguntas e investigaciones".
Fuentes, creditos y referencias: