¿Cómo se forman los diamantes?
Los diamantes se forman en lo profundo de la Tierra a unas 100 millas más o menos por debajo de la superficie en el manto superior. Obviamente en esa parte de la Tierra hace mucho calor. Hay mucha presión, el peso de la roca suprayacente que se inclina hacia abajo, por lo que la combinación de alta temperatura y alta presión es lo que se necesita para hacer crecer cristales de diamante en la Tierra., Por lo que sabemos, todos los diamantes que se formaron en la Tierra se formaron bajo ese tipo de condiciones y, por supuesto, esa es una parte de la tierra que no podemos muestrear directamente. No tenemos ninguna forma de taladrar a esa profundidad o cualquier otra forma de viajar hasta el manto superior de la Tierra.
¿Cómo viajan los diamantes a la superficie de la Tierra?
Los diamantes que vemos en la superficie son unos que son traídos a la superficie por una erupción volcánica muy profunda. Es un tipo muy especial de erupción, que se cree que es bastante violenta, que ocurrió hace mucho tiempo en la historia de la Tierra., No hemos visto tales erupciones en los últimos tiempos. Probablemente fueron en un momento en que la tierra estaba más caliente, y es probablemente por eso que esas erupciones estaban más profundamente arraigadas. Estas erupciones luego llevaron los diamantes ya formados desde el manto superior a la superficie de la Tierra. Cuando la erupción alcanzó la superficie construyó un montículo de material volcánico que finalmente se enfrió, y los diamantes están contenidos dentro de eso. Estas son las llamadas kimberlitas que son típicamente las fuentes de muchos de los diamantes extraídos del mundo.,
una de las cosas que sabemos, por lo tanto, acerca de los diamantes que fueron traídos a la superficie es que el proceso de la erupción de kimberlita trayendo los diamantes desde el manto superior a la superficie de la Tierra tuvo que suceder muy rápidamente, porque si viajaban demasiado tiempo y demasiado lentamente, literalmente se habrían convertido en grafito en el camino. Y así, moviéndose rápidamente, esencialmente se bloquearon en su lugar en la estructura del diamante., Una vez que los diamantes han sido traídos de alta temperatura a baja temperatura muy rápidamente—y por rápidamente, nos referimos en cuestión de horas—estas erupciones, estas tuberías de kimberlita moviéndose a la superficie, pueden haber estado viajando a velocidades de 20 a 30 millas por hora. Una vez que los diamantes Son traídos a la superficie y enfriados relativamente rápido, esos átomos de carbono están bloqueados en su lugar y no hay suficiente energía para empezar a reorganizarlos en grafito.
¿Cuál es el papel del carbono en la formación de diamantes?,
Los diamantes están hechos de carbono por lo que se forman como átomos de carbono bajo una alta temperatura y presión; se unen para comenzar a crecer cristales. Debido a la temperatura y la presión, bajo estas condiciones, los átomos de carbono se unirán entre sí en este tipo muy fuerte de unión donde cada átomo de carbono se une a otros cuatro átomos de carbono. Es por eso que un diamante es un material tan duro porque tienes cada átomo de carbono participando en cuatro de estos enlaces covalentes muy fuertes que se forman entre átomos de carbono. Así que como resultado se obtiene este material duro., De nuevo de dónde viene el carbono, Qué tan rápido están creciendo, todas esas son preguntas todavía abiertas, pero obviamente las condiciones son tales que tienes algún grupo de átomos de carbono que están lo suficientemente cerca como para que empiecen a unirse. A medida que otros átomos de carbono se mueven en la vecindad, se adhieren. Así es como crece cualquier cristal. Es el proceso de los átomos que se fijan en su lugar lo que produce esta red repetitiva, esta estructura de átomos de carbono, que eventualmente crece lo suficientemente grande como para producir cristales que podemos ver., Cada uno de estos cristales, cada diamante, diamante de un quilate, representa literalmente miles de millones y miles de millones de átomos de carbono que todos tuvieron que fijar en su lugar para formar esta estructura cristalina muy ordenada.
Usted mencionó que los científicos no saben de dónde viene el carbono. ¿Cuáles son algunas fuentes posibles?
en algunos casos, el carbono parece haberse originado dentro del manto de la Tierra, por lo que el carbono que ya estaba en la Tierra. En otros casos, hay evidencia muy curiosa que sugiere que el carbono puede haberse originado cerca de la superficie de la Tierra., El pensamiento allí es que este carbono podría haber sido literalmente carbono que era parte de sedimentos de carbonato o animales, plantas, conchas, lo que sea, que fue llevado hacia abajo en el manto superior de la Tierra por el mecanismo tectónico de placas llamado subducción.
¿Cuánto tiempo tardan los diamantes en formarse?
realmente no sabemos cuánto tiempo lleva. Ha habido intentos de tratar de incluir hasta la fecha diferentes partes de los diamantes, que en gran medida no han tenido éxito. Puede ser que los diamantes se formen en períodos tan cortos como días, semanas, meses o millones de años., Normalmente, como con muchos cristales que crecen en la Tierra, no es un proceso continuo. Los diamantes pueden comenzar a crecer y luego puede haber una interrupción por alguna razón-un cambio en las condiciones, la temperatura, la presión, la fuente de carbono, lo que sea—y podrían permanecer por millones, cientos de millones de años, y luego comenzar a crecer de nuevo. Eso es parte del problema de tratar de poner algún tipo de período de crecimiento en ellos; las cosas no siempre ocurren continuamente en la Tierra.
podemos cultivar diamantes en el laboratorio y podemos simular las condiciones allí., Pero hay cosas que tenemos que hacer para cultivar diamantes en el laboratorio que no son obvias en cuanto a cómo sucede en la Tierra. En el laboratorio, normalmente se cultivan, pero hay algo de catalizador. A menudo se agregan algunos metales para hacer que los diamantes crezcan, pero estos mismos catalizadores no se observan en los diamantes del manto superior de la Tierra.
¿Qué edad tienen los diamantes?
Todos los diamantes, hasta donde sabemos, son bastante antiguos en la Tierra. La mayor parte de la formación de diamantes probablemente tuvo lugar en la Tierra en los primeros dos mil millones de años de la historia de la Tierra., Hay depósitos de diamantes que se han descubierto que son más jóvenes – la roca en sí, la kimberlita, es tal vez solo decenas de cientos de millones de años de edad. La forma en que fechan los diamantes es típicamente mirando inclusiones de otros minerales en el diamante que pueden ser fechados radioactivamente. Los diamantes en sí no pueden ser fechados. Pero si las inclusiones minerales contienen ciertos elementos como potasio y cosas que se pueden usar en un esquema de datación radiactiva, entonces al datar la inclusión en el diamante se tiene una idea de la edad del diamante en sí., Y esas fechas siempre sugieren que los diamantes son bastante viejos. Al menos cientos de millones de años, pero en la mayoría de los casos miles de millones de años, en cualquier lugar de uno a tres mil millones de años de edad, una época en que la Tierra era probablemente más caliente de lo que es hoy y por lo que las condiciones eran tal vez más apropiadas para el crecimiento del diamante.
¿Qué edad tiene el famoso diamante Hope en exhibición en el Museo de Historia Natural del Smithsonian?
El diamante Hope tiene al menos mil millones de años., No se ve la roca original que llevó los diamantes a la superficie, pero han encontrado algunas kimberlitas en la India que tienen evidencia de diamantes en ellas. Esas kimberlitas datan de al menos mil millones de años. Eso sugiere que el diamante Hope y diamantes similares encontrados en la India fueron traídos a la superficie al menos hace mil millones de años y quizás hace más tiempo. Así que nos sentimos cómodos diciendo que el diamante Hope tiene al menos mil millones de años. Cuando nos fijamos en la propagación de la edad de la mayoría de los otros diamantes, es probablemente mucho más viejo que eso.
¿Qué hace que el diamante Hope sea tan inusual?,
Su tamaño y color lo hacen muy inusual. Cuando se piensa en la historia de las personas que extraen diamantes, solo se ha encontrado un diamante que ha producido un diamante azul oscuro del tamaño y la calidad del diamante Hope. Eso te da una idea de lo inusual y lo notable que es. Una vez más, Siempre he argumentado que es tan notable como un objeto de historia natural, como un producto de la Tierra, como es una piedra preciosa tallada por el hombre. La mayoría de las veces, cuando la gente escribe sobre el diamante Hope, comienzan con: «bueno, se encontró en la India.,»Parte del punto que siempre trato de hacer a la gente es que realmente la historia comenzó mucho antes. Muchos diamantes nunca llegan a ese punto porque simplemente no sobrevivieron a todas estas cosas que tenían que haber sucedido.
en la segunda parte, aprenda sobre los diamantes de color, cómo los científicos están cultivando versiones sintéticas en el laboratorio y los esfuerzos globales para frenar la venta de diamantes de conflicto. En la última entrega de esta serie de tres partes, descubra las fascinantes historias detrás de la colección del Smithsonian.