El volcán ruso que escupe unos diamantes inusuales

En 2012 aparecieron una serie de fisuras en el complejo volcánico de Toblachik, en Rusia. Después de escupir lava durante un año, la actividad volcánica se calmó y un grupo de investigadores acudió al lugar para recoger muestras de la roca recién formada. El análisis de las muestras reveló que las rocas estaban repletas de diamantes minúsculos de entre 0,25 y 0,70 milímetros de diámetro, pero lo verdaderamente desconcertante es que estas joyas diminutas no se parecían a los diamantes de ningún otro lugar del planeta. ¿Era posible que ese volcán hubiera producido diamantes a través de un proceso hasta entonces desconocido?

El origen de los diamantes

Los diamantes son los minerales más duros que ocurren en la Tierra de manera natural y están hechos de carbono, que, curiosamente, es el mismo elemento que compone dos materiales tan endebles como el carbón y el grafito. El secreto tras esta gran diferencia de dureza reside tanto en la fuerza con la que están enlazados los átomos de carbono de los cristales de diamante como en su resistente distribución «piramidal».

Como los átomos de carbono sólo adoptan esta configuración si están sometidos a condiciones de presión y temperatura extremas, los diamantes normalmente se forman bajo la superficie terrestre a profundidades de entre 150 y 250 kilómetros. Ahora bien, al contrario de lo que mucha gente piensa, la formación de diamantes no tiene lugar cuando el grafito o el carbón se presiona y se calienta. En realidad, se trata de un proceso mucho más complejo en el que están involucrados los compuestos de carbono que contiene disuelto el magma que está enterrado a gran profundidad, como carbonatos, dióxido de carbono o metano. Si se dan las condiciones químicas adecuadas, el carbono de estas sustancias se libera y sus átomos se unen formando una estructura ordenada... O un cristal de diamante, que es lo mismo.

Con un poco de suerte, los diamantes resultantes serán conducidos por corrientes de magma ascendentes hacia la corteza terrestre, donde los podremos recuperar de entre las rocas para fabricar herramientas de corte o joyas, en función de la calidad de los cristales. Teniendo esto en cuenta, lo que resultaba curioso de los diamantes que brotaron de las grietas de Tolbachik es que no se parecían haberse formado en las profundidades de la Tierra.

Origen incierto

Tras analizar los diamantes de Tolbachik, los autores de un estudio de 2013 llegaron a la conclusión de que el origen de esos cristales no estaba en las profundidades de la Tierra, sino que se habían formado durante la propia erupción volcánica. En base a la violencia de la erupción y la gran cantidad de gases que liberó, sus estimaciones sugerían que los diamantes se cristalizaron dentro de la columna de material piroclástico a unos 250 metros de altura, pero, aun así, advertían que se necesitaban más estudios para averiguar cuál era el mecanismo exacto de formación.

Al año siguiente, otro estudio infirió que estos diamantes se habían formado bajo Tierra, pero, en lugar de hacerlo a centenares de kilómetros de profundidad y luego ser arrastrados hacia la superficie por una corriente de magma, su origen se encontraba directamente en la cámara de magma que alimentaba el volcán que los expulsó. Pero, de nuevo, sus autores subrayaron que se desconocía el mecanismo que permitiría formar diamantes tan cerca de la superficie.

Por si esto fuera poco, un estudio de 2019 señaló que los diamantes encontrados en Tolbachik no sólo tenían una estructura cristalina sospechosamente similar a los diamantes que se producen artificialmente, sino que, además, contenían inclusiones metálicas de ciertas aleaciones de hierro, níquel y manganeso que se utilizan como solvente para producir diamantes sintéticos.

Por tanto, los autores de este estudio llegaron a la conclusión de que esos diamantes eran sintéticos y había sido introducidos por accidente en la reserva de magma de Tolbachik a través de la actividad humana. Al fin y al cabo, las herramientas de perforación suelen tener incrustados diamantes sintéticos para mejorar su capacidad de corte.

Gas sólido

Parece que el fallo de esta última hipótesis es que no existen registros de perforaciones en la zona, según otro estudio de 2020. De hecho, los autores de esta otra investigación analizaron los minerales de Tolbachik una vez más y llegaron a la conclusión de que los diamantes que expulsó la erupción son naturales y que tienen un aspecto similar a los sintéticos porque se formaron a través de un proceso parecido.

Al parecer, hay varias pistas que indican los diamantes de Tolbachik no son sintéticos: la proporción de cloro y flúor que contienen es la misma que los gases emitidos por el volcán, su concentración de nitrógeno no encaja con la de los diamantes artificiales y, aunque es cierto que estos diamantes contienen inclusiones de varios metales usados en la industria, no se encuentran en la proporción adecuada.

Si a esto añadimos que la estructura cristalina de los diamantes de Tolbachik sugiere que cristalizaron a muy deprisa, todo indica que se debieron formar dentro de la columna de gas expulsada durante una erupción, como se sugirió en 2013. De hecho, según el estudio más reciente, los diamantes se habrían cristalizado a partir de gases ricos en carbono que estaban atrapados en regiones de la nube volcánica en las que la presión y la temperatura era mucho más altas que en el resto del entorno.

¿Significa eso que estamos ante un escenario nuevo en el que los diamantes se forman directamente a partir de un gas? Es posible, pero, como hemos visto durante el artículo, la ciencia se basa en analizar cada nueva hipótesis en busca de cualquier discrepancia en la realidad hasta que una de ellas da en el clavo. Por tanto, sólo el tiempo lo dirá.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Que los diamantes sean uno de los materiales más duros conocidos no significa que sean indestructibles, sólo que no se rayan con facilidad. De hecho, pese a su dureza, son lo bastante frágiles como para que se puedan romper con un simple martillazo.

REFERENCIAS (MLA):

• E.I. Gordeev et al. “Diamonds in lavas of the Tolbachik fissure eruption in Kamchatka”, Doklady Earth Sciences, 454(1) (diciembre de 2013).
• G.A. Karpov et al. “Diamonds and Accessory Minerals in Product of the 2012–2013 Tolbachik Fissure Eruption”, Journal of Volcanology and Seismology, volumen 8, número 6, pp. 323–339 (2014).
• K.D. Litasov et al. “Comparison of enigmatic diamonds from the Tolbachik arc volcano (Kamchatka) and Tibetan ophiolites: Assessing the role of contamination by synthetic materials”, Gondwana Research, volumen 75, pp. 16-27 (2019).
• Erick M. Galimov et al. “Enigmatic diamonds from the Tolbachik volcano, Kamchatka”, American Mineralogist, volumen 105, pp. 498–509 (2020).