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Astrochemistry

Diamantes en meteoritos: pistas de cuando el sistema solar estaba muy abarrotado

Los minerales podrían haberse formado en un planeta con una masa tan grande como Marte

by Sam Lemonick
April 18, 2018 | APPEARED IN VOLUME 96, ISSUE 17

 

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Credit: EPFL / Hillary Sanctuary
Esta muestra de meteorito del desierto de Nubia contiene diamantes que presumiblemente se formaron en el interior de un planeta perdido en el primitivo sistema solar.

De acuerdo con recientes investigaciones, unos diminutos diamantes obtenidos de un tipo de meteorito muy raro son la evidencia de un planeta perdido que habría poseído un tamaño intermedio entre Mercurio y Marte (i>Nat. Commun. 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-03808-6). Estos hechos avalan la imagen de un sistema solar muy congestionado en sus inicios, en donde los choques entre cuerpos del tamaño de un planeta eran frecuentes.

Un asteroide del tamaño de un coche explotó en la atmósfera sobre Sudán en 2008, sembrando el desierto de Nubia de unos meteoritos conocidos como Almahata Sitta. Muchos de estos meteoritos pertenecen a una clase poco habitual, denominada ureilitas, y se piensa que provienen de una única masa planetaria de nuestro sistema solar, destruida hace mucho tiempo, conocida como cuerpo parental ureilita (UPB por sus siglas en inglés). Las ureilitas contienen una mezcla de silicatos de hierro y magnesio, junto a grafito y pequeños diamantes. Hasta hace poco, los científicos proponían que los diamantes podían formarse de tres maneras distintas en las ureilitas: el impacto que hizo estallar la UPB podría haber transformado el grafito en diamante; la deposición de hidrocarburos gaseosos podría haber dado lugar a la formación estos minerales; o bien podrían haberse formado tal y como pasa en el interior de la Tierra, mediante procesos de crecimiento a alta temperatura y elevada presión.

Según Farhang Nabiei, un investigador post-doctoral que trabaja en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL por sus siglas en francés, Lausana, Suiza), y sus compañeros, el tamaño de los diamantes encontrados en los meteoritos de Nubia—de un tamaño máximo de unos 100 m—descarta claramente los dos primeros mecanismos, pues a través de ellos se habrían producido diamantes de tan sólo unos pocos nanómetros de ancho. Utilizando la microscopía de transmisión electrónica (TEM, por sus siglas en inglés), los investigadores observaron unas líneas de minerales, denominadas intrusiones, dentro de los fragmentos de diamante que parecían estar interrumpidas por vetas de grafito. Esta observación, siempre según Nabiei, indica que el grafito se formó a partir del diamante durante la destrucción del UPB—no al contrario— y se separó de los cristales de diamante, más grandes.

Con el objeto de cribar las condiciones bajo las cuales se formaron los diamantes, el equipo investigador utilizó la espectroscopia de dispersión de energía de rayos-X y la cristalografía de dispersión de electrones en la caracterización de los minerales presentes en dichas intrusiones. Los diamantes que se forman dentro de los planetas incorporan otros minerales que dan pistas sobre su origen, dice Nabiei. Y continúa, "la mayor parte de estas inclusiones son minerales ricos en sulfuro de hierro, con presencia de fósforo y níquel, que sólo se han podido formar a presiones por encima de 20 gigapascales."

Todos estos datos sugieren que el UPB era bastante grande. Si los diamantes se formaron en el centro, eso quiere decir que el tamaño del UPB era aproximadamente el de Mercurio. Si se formaron en la frontera entre el núcleo y el manto, el UPB podría haber alcanzado el tamaño de Marte.

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Las conclusiones de estos investigadores se suman a un creciente consenso existente en ciencia planetaria, que establece que el primitivo sistema solar contenía muchos cuerpos planetarios que fueron, bien destruídos, bien incorporados a los ocho que actualmente subsisten. A modo de ejemplo, se cree que la Luna se ha formado como resultado de la colisión entre la primitiva Tierra y uno de estos planetas embrionarios. "Este [estudio] representa la primera evidencia física real de un gran planeta" en el sistema solar primigenio, explica Thomas Sharp, geólogo de la Universidad Estatal de Arizona (Tempe, Arizona, EEUU) que estudia las transformaciones de los minerales durante el impacto de los meteoritos.

Existen en la Tierra cientos de ureilitas, y Nabiei y su equipo han comenzado ya su estudio con el objetivo de profundizar la comprensión de los UPB. Dice que es muy emocionante poder hacer descubrimientos en el sistema solar sin un telescopio: "estamos hablando de un planeta de unos 6000 km de diámetro, y estamos hablando de microscopía electrónica"


Traducción al español producida por Esteban Urriolabeitia de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.

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