Una inclusión microscópica dentro de una piedra de tres milímetros conservó goethita, hematita y magnetita, minerales que aportan evidencias sobre el transporte de agua hacia las profundidades terrestres
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo de investigadores brasileños encontró dentro de un diamante superprofundo procedente de Juína, en el estado de Mato Grosso, la primera evidencia directa de que la goethita puede resistir parte del viaje desde la superficie hasta regiones profundas del planeta. El hallazgo abre una posible ruta para el transporte y la liberación de agua en el manto terrestre.
La piedra analizada mide apenas tres milímetros y contiene una inclusión microscópica con goethita, hematita y magnetita. El estudio, publicado en mayo de 2026 en la revista Scientific Reports, fue realizado mediante técnicas de luz sincrotrón en el acelerador de partículas Sirius, situado en Campinas, estado de São Paulo.
Un mineral común del suelo encerrado en un diamante
La goethita es un oxihidróxido de hierro cuya fórmula química es FeOOH. Se forma en suelos y fondos oceánicos cuando minerales ricos en hierro reaccionan en presencia de agua, e incorpora parte de esas moléculas dentro de su estructura cristalina.
El mineral contribuye a producir las tonalidades marrones y amarillentas de numerosos suelos. Su presencia en una inclusión completamente cerrada dentro de un diamante superprofundo resulta excepcional, debido a que tradicionalmente se consideraba que la goethita se deshidrata antes de alcanzar las regiones más profundas del manto.
El descubrimiento se relaciona con el papel dominante que ha desempeñado el agua en la formación de la diversidad mineral terrestre. Estudios anteriores estiman que este compuesto intervino en el origen de más del 80% de las especies minerales conocidas.
El diamante procedía de Juína, en Mato Grosso
Los diamantes fueron donados en julio de 2018 por una cooperativa de mineros de oro de la región de Chapadão, en el municipio brasileño de Juína. Esta zona es conocida desde finales de la década de 1980 por la aparición de diamantes formados a profundidades superiores a 300 kilómetros.
La mayoría de los diamantes se origina alrededor de 150 kilómetros bajo la superficie. Los ejemplares superprofundos se forman mucho más abajo y llegan hasta la corteza transportados por magmas asociados con antiguas erupciones volcánicas.
Aunque sus irregularidades e inclusiones reducen su valor como gemas, esas mismas imperfecciones son especialmente valiosas para la geología. Los fragmentos minerales atrapados durante la formación del diamante pueden conservar las condiciones químicas, térmicas y de presión de regiones que no pueden estudiarse mediante perforaciones.
Otros trabajos ya demostraron que los diamantes superprofundos pueden preservar minerales vinculados con el ciclo del fósforo. Estas piedras funcionan como cápsulas capaces de llevar hasta la superficie materiales que normalmente se transformarían durante su ascenso.
Sirius examinó cerca de cien inclusiones minerales
La investigación se basó en la tesis de maestría de la geóloga Carolina Camarda y fue supervisada por Tiago Jalowitzki, de la Universidad de Brasilia, y Hélio Tolentino, del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón. También participaron especialistas del Centro Nacional de Investigación en Energía y Materiales y de la Universidad Federal de Pelotas.
En la línea de luz Mogno del acelerador Sirius, los científicos emplearon microtomografía de rayos X de alta resolución para localizar y mapear aproximadamente cien inclusiones dentro del diamante. Posteriormente, la línea Carnaúba permitió determinar su composición química mediante espectroscopia.
Una de las inclusiones llamó la atención porque parecía contener hidróxido de hierro, una sustancia poco común en el manto profundo. La microtomografía demostró que ese pequeño depósito no estaba conectado con el exterior mediante grietas, lo que descartó que se hubiera formado por oxidación reciente al entrar en contacto con el aire.
El equipo utilizó después la línea Ema para estudiar la estructura cristalina mediante difracción de rayos X. El análisis identificó goethita, hematita y magnetita dentro de la misma inclusión.
Presiones equivalentes al manto inferior
Los patrones de difracción se parecían a los obtenidos en experimentos previos de compresión. Una prueba realizada en China había mostrado que la goethita podía soportar presiones de entre 35 y 57 gigapascales y temperaturas comprendidas entre 877 y 1.827 grados Celsius.
Esas condiciones se encuentran en el manto inferior, aproximadamente entre 900 y 1.250 kilómetros de profundidad. Sin embargo, los experimentos con ondas de choque no reproducen exactamente el comportamiento prolongado de las rocas dentro del planeta, por lo que sus resultados habían generado dudas.
Ensayos posteriores con celdas de yunque de diamante, capaces de simular con mayor precisión las presiones del manto, también comprobaron que la goethita puede persistir bajo determinados escenarios. Otras pruebas, no obstante, situaron su deshidratación a profundidades menores.
La investigación brasileña no elimina esas diferencias experimentales, pero proporciona una muestra natural que respalda la posibilidad de supervivencia del mineral. El resultado complementa estudios sobre la transformación de minerales bajo las temperaturas extremas del manto inferior.
Las placas frías podrían transportar goethita
Los autores proponen que la goethita puede sobrevivir al proceso de subducción cuando queda protegida dentro de fracturas profundas de placas oceánicas relativamente frías. La subducción ocurre cuando una placa tectónica desciende por debajo de otra y transporta materiales de la corteza hacia el interior del planeta.
En condiciones normales, temperaturas superiores a 200 grados Celsius pueden transformar rápidamente la goethita en hematita y agua. Sin embargo, el aislamiento dentro de fisuras y la temperatura reducida de determinadas placas podrían permitir que una parte del mineral alcance profundidades superiores a 400 kilómetros.
Durante el descenso, la goethita comenzaría a transformarse en hematita y agua, o en magnetita, oxígeno y agua. Según la hipótesis presentada por el equipo, este proceso podría continuar hasta el manto inferior.
La presencia de ferropericlasa en otra inclusión del mismo diamante refuerza su origen profundo. Este mineral, formado por magnesio y hierro, es uno de los componentes abundantes del manto inferior.
La liberación de agua puede favorecer pequeños volúmenes de magma
Cuando un mineral hidratado libera agua, disminuye el punto de fusión de las rocas cercanas. Este cambio puede generar cantidades reducidas de magma que ascienden lentamente y participan en procesos geológicos situados entre el manto superior y el inferior.
La zona de transición se extiende aproximadamente entre 410 y 660 kilómetros de profundidad. Estudios anteriores ya habían identificado ringwoodita hidratada dentro de otro diamante de Juína, una evidencia de que el manto superior puede almacenar agua procedente de la superficie.
El nuevo hallazgo plantea que el transporte podría continuar más allá de esa zona, pese a que los minerales del manto inferior suelen tener menor capacidad para retener agua. No implica la existencia de océanos líquidos subterráneos: el agua permanece incorporada químicamente en las estructuras minerales.
La capacidad de las placas para llevar sustancias hacia el interior también influye en la química profunda del planeta, como muestran las investigaciones sobre las inclusiones de diamantes y los cambios químicos asociados con la subducción.
Una investigación realizada con equipos brasileños
El estudio fue el primero en analizar un diamante superprofundo mediante técnicas de luz sincrotrón durante todas las etapas del procedimiento. También constituye la primera investigación de este tipo desarrollada íntegramente por científicos brasileños con instrumentación del país.
Los resultados respaldan una posible vía para transportar agua superficial hacia el manto, pero los investigadores presentan el mecanismo como una propuesta que deberá comprobarse con nuevos diamantes, experimentos de alta presión y modelos sobre el comportamiento térmico de las placas oceánicas.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Agência FAPESP
Scientific Reports
