Los zafiros azules brillantes, tan evocadores de un fr\u00edo penetrante, tienen or\u00edgenes notablemente calientes en las profundidades de la superficie. Durante a\u00f1os, se han descubierto zafiros en dep\u00f3sitos volc\u00e1nicos como regi\u00f3n del Eifel en Alemania, donde el magma del manto de la Tierra se acumula en la corteza durante un largo per\u00edodo de tiempo, produciendo fundidos ricos en sodio y potasio. Sin embargo, otros se encuentran en lechos de r\u00edos, con los robustos cristales limpios de sus rocas de origen.<\/p>\n\n\n\n
Si bien el vulcanismo parece desempe\u00f1ar alg\u00fan tipo de papel, la procedencia exacta de estos zafiros en las profundidades de los hornos de nuestro planeta era un misterio, ya que los ge\u00f3logos no pod\u00edan determinar con certeza si se forman \u00fanicamente en el manto mismo o si se forman a partir de otros minerales en el ascenso del magma. Una nueva investigaci\u00f3n ha encontrado evidencia de que las gemas azules pueden forjarse en el fuego y la furia de la agitaci\u00f3n volc\u00e1nica a medida que los procesos extremos calientan y comprimen el \u00f3xido de aluminio dentro de la corteza en una forma cristalina llamada corind\u00f3n, el principal mineral que compone los zafiros.<\/p>\n\n\n\n
“Una explicaci\u00f3n es que el zafiro de la corteza terrestre se origina a partir de sedimentos arcillosos que se encontraban a temperaturas y presiones muy altas y que los magmas ascendentes simplemente forman el ascensor hacia la superficie para los cristales”, explica el ge\u00f3logo y petr\u00f3logo Axel Schmitt de la Universidad de Curtin en Australia.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores quer\u00edan saber si esto era as\u00ed, que los zafiros se formaron en el manto superior o en la corteza inferior y fueron recogidos y transportados hacia arriba por el magma que se abri\u00f3 camino hacia la superficie desde abajo. Para ello, tuvieron que estudiar los propios zafiros.<\/p>\n\n\n\n
Recogieron 223 zafiros microsc\u00f3picos del Eifel y los sometieron a espectrometr\u00eda de masas de iones secundarios. Estaban observando dos caracter\u00edsticas diferentes: inclusiones de rutilo y circ\u00f3n atrapadas en los zafiros a medida que se formaban, y las proporciones de is\u00f3topos de ox\u00edgeno en el \u00f3xido de aluminio.<\/p>\n\n\n\n
Los zafiros est\u00e1n compuestos principalmente de \u00f3xido de aluminio en forma de corind\u00f3n, pero pueden mezclarse otros elementos. El tono azul intenso por el que son conocidos los zafiros proviene, por ejemplo, del titanio y el hierro que ti\u00f1en el corind\u00f3n. El hierro por s\u00ed solo produce zafiros amarillos y tambi\u00e9n puede darnos piedras verdes. El cromo hace que el corind\u00f3n se vuelva rosa o rojo, y as\u00ed es como obtenemos rub\u00edes.<\/p>\n\n\n\n
Adem\u00e1s, otros minerales enteros, como el rutilo (di\u00f3xido de titanio) y el circ\u00f3n, pueden quedar atrapados dentro de los zafiros mientras se forman. Los cient\u00edficos pueden usar estos minerales para determinar cu\u00e1ndo floreci\u00f3 el cristal. Esto se debe a que, a medida que se forman el rutilo y el circ\u00f3n, incorporan uranio, que luego sufre una desintegraci\u00f3n radiactiva a una velocidad conocida. Los cient\u00edficos pueden estudiar las proporciones de uranio y plomo dentro de las rocas para determinar cu\u00e1nto tiempo lleva desintegr\u00e1ndose ese uranio.<\/p>\n\n\n\n
Adem\u00e1s del uranio, los investigadores estudiaron las proporciones de is\u00f3topos de ox\u00edgeno de los zafiros. Un is\u00f3topo es una forma de \u00e1tomo con un n\u00famero diferente de neutrones, y hab\u00eda dos is\u00f3topos relevantes para el estudio. El ox\u00edgeno 16, con 8 protones y 8 neutrones, es el is\u00f3topo m\u00e1s ligero y la forma de ox\u00edgeno m\u00e1s abundante en la Tierra. El ox\u00edgeno 18, m\u00e1s pesado, tiene 8 protones y 10 neutrones, y es m\u00e1s abundante en minerales de la corteza profunda que en minerales del manto.<\/p>\n\n\n\n
Al estudiar las proporciones de estos is\u00f3topos, los investigadores pudieron determinar que los zafiros de Eifel ten\u00edan proporciones de ox\u00edgeno que pod\u00edan rastrearse tanto hasta el manto como hasta la corteza. Mientras tanto, la dataci\u00f3n de uranio-plomo mostr\u00f3 que se formaron al mismo tiempo que el vulcanismo que los llev\u00f3 a la superficie.<\/p>\n\n\n\n
En conjunto, esto sugiere que los zafiros se formaron en la corteza superior, a no m\u00e1s de 7 kil\u00f3metros por debajo de la superficie. Parte de esta formaci\u00f3n se debi\u00f3 a que el magma del manto fundi\u00f3 la roca a medida que avanzaba, transfiriendo las proporciones isot\u00f3picas del manto al corind\u00f3n. Otros zafiros se formaron cuando el material fundido penetr\u00f3 en la roca que lo rodeaba, lo que desencaden\u00f3 la formaci\u00f3n de zafiros a trav\u00e9s del calor, lo que dio lugar a gemas con proporciones isot\u00f3picas m\u00e1s t\u00edpicas de un origen cortical.<\/p>\n\n\n\n
“En el Eifel, tanto los procesos magm\u00e1ticos como los metam\u00f3rficos, en los que la temperatura cambi\u00f3 la roca original, desempe\u00f1aron un papel en la cristalizaci\u00f3n del zafiro”, explica el geocient\u00edfico Sebastian Schmidt de la Universidad de Heidelberg en Alemania.<\/p>\n\n\n\n
La investigaci\u00f3n se ha publicado en Contributions to Mineralogy and Petrology<\/a>.<\/p>\n\n\n\n