En Júpiter y Saturno los diamantes no son para siempre: lluvia de piedras preciosas en los planetas gigantes

Los planetas gigantes son lugares extraños. Y si te parece lo más normal del mundo el que no tengan una superficie sólida o que posean gigantescos océanos internos de esa exótica sustancia llamada hidrógeno metálico, te voy a dar un nuevo motivo para el asombro, porque es posible que en Júpiter y Saturno lluevan diamantes del cielo. Literalmente. No me digas que no es algo extraño. Imagina ahora si puedes enormes diamantes dentro de un vasto mar de hidrógeno y helio líquidos. ¿Ya? Pues así puede que sea el interior de Júpiter y Saturno.

Un submarino del JPL navega por el denso océano de hidrógeno y helio líquidos de Saturno para recoger diamantes gigantes (Michael Carroll).

La posibilidad de que existan diamantes en el interior de los planetas gigantes no es nada nuevo. Dotados de atmósferas ricas en compuestos del carbono y con interiores sometidos a altas presiones y temperaturas, sería normal que se formasen diamantes dentro de los gigantes de hielo Urano y Neptuno. Ya a finales de los años 80 se propuso que estos dos planetas podrían tener diamantes ciclópeos en sus núcleos. Pero los interiores de Júpiter y Saturno están demasiado calientes para que los diamantes sean estables, así que los investigadores pronto desecharon la idea de que estas piedras preciosas pudiesen existir en los centros de los gigantes gaseosos. La escasa comprensión de las transiciones de fase del carbono que tenían los científicos hasta hace poco también ha limitado el desarrollo de modelos ‘diamantiles’ en los planetas del Sistema Solar exterior.

Hasta ahora. Dos científicos planetarios, Kevin Baines Mona Delitsky, han estudiado el comportamiento de los diamantes en la atmósfera de Saturno armados con los últimos datos sobre las transiciones de fase del carbono a altas presiones y temperaturas. Y lo sorprendente es que han llegado a la conclusión de que podrían formarse diamantes en la parte más externa del planeta. El proceso sería el siguiente. Los rayos de las tormentas de Saturno romperían las moléculas orgánicas -principalmente metano- gracias a su enorme temperatura (30 000 kelvin), liberando el carbono presente en las mismas. Posteriormente, el carbono se agruparía formando partículas macroscópicas ricas en grafito parecidas al hollín de una chimenea. Esto puede parecer una locura, pero concuerda con las observaciones de las nubes de tormenta en Saturno. Y es que, además de las nubes ‘normales’, se pueden ver otras muy oscuras que parecen estar formadas por carbono puro.

Nubes de tormenta en Saturno. Algunas nubes son negras, lo que sugiere la presencia de carbono (NASA/Kevin Baines y Mona Delitsky).

Las partículas de carbono descenderían lentamente por la atmósfera de Saturno. La temperatura y la presión aumentarían poco a poco. A una profundidad de 6500 kilómetros bajo la capa superficial de nubes, allá donde la temperatura alcanza los 3000 kelvin, el grafito se transformaría en diamante. Esta lluvia de diamantes continuaría su descenso hacia el interior del planeta. Más que caer, los diamantes se desplazarían lentamente hacia abajo, casi flotando en el denso océano de hidrógeno y helio líquidos del interior de Saturno. Una vez recorrido el 55% del radio del planeta, los diamantes empezarían a licuarse al superar la barrera de los 8200 K de temperatura. ¡Diamantes líquidos!, eso sí que es algo raro… aunque en realidad, nadie sabe exactamente cómo se comporta el carbono líquido y de hecho podría poseer propiedades más parecidas al grafito que al diamante.

Diagrama de fases del carbono en función de la presión y temperatura. En Júpiter y Saturno los diamantes se destruirían al pasar a líquido. En Urano y Neptuno, no (Michael Carroll, Kevin Baines y Mona Delitsky).
Transiciones de fase del carbono en Júpiter (los lápices representan el carbono en forma de grafito)(Michael Carroll, Kevin Baines y Mona Delitsky).

A pesar de que las observaciones que han servido de base para esta teoría se han realizado estudiando las nubes de Saturno, en Júpiter debería tener lugar un proceso similar, pero a presiones y temperaturas algo distintas. En el gigante joviano los diamantes se formarían a una temperatura de 4000 K y a una profundidad equivalente al 12 % del radio de Júpiter. Y, al igual que en Saturno, se licuarían a gran profundidad. Teniendo en cuenta que los océanos interiores de hidrógeno líquido o metálico de los planetas exteriores son el 95 % de la masa del Sistema Solar, la cantidad de diamantes que pueden existir en estos mundos escapa a nuestra imaginación.

¿Y qué hay de Urano y Neptuno?¿Pueden llover diamantes en los gigantes de hielo? No lo sabemos con certeza (otra cosa son los diamantes que se pueden formar directamente en el manto o en el núcleo). Parece que las tormentas con aparato eléctrico son menos frecuentes en estos mundos, aunque por otro lado poseen una cantidad mucho mayor de metano en sus atmósferas. Si por un casual existiesen lluvias de diamantes en estos planetas, éstos se precipitarían hacia su núcleo de forma similar a lo que ocurre en Júpiter y Saturno. Pero, y esto es importante, la temperatura interna de Urano y Neptuno no supera los 6000 K, así que los diamantes no se licuarían.

O, dicho de otra forma, los diamantes en Urano y Neptuno sí que son para siempre.

Referencias:

16 Comentarios

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Herr KekuléHerr Kekulé

Bueno, lo cierto es que hasta ni hace 20 años sólo pensábamos que había dos formas alotrópicas del carbono, el grafito y el diamante, entonces llegaron los fullerenos xD (nanotubos, buckybolas y demás), y resulta que ya se los ha detectado en nubes galácticas. Así que a saber si el C tiene más sorpresas en condiciones que conocemos muy mal.

De todos modos, la idea de núcleos de diamante creo que tiene que ver con esto:
http://en.wikipedia.org/wiki/PSR_J1719-1438

urheimaiturheimait

Que extraño pero había oido con frecuencia que Urano y Neptuno sí podían tener océanos de diamante líquido, con icebergs de diamante sólido flotando en sus superficies:

http://news.discovery.com/space/alie...-uranus.htm

Además esa afirmación no se basaría sólo en modelos teóricos, sino en resultados experimentales de laboratorio, al replicar las condiciones de presión y temperatura que deben existir en en el interior de dichos planetas

Daniel Marín

Y yo no digo lo contrario. El post habla de que hasta ahora se pensaba que no podían existir diamantes en el interior de Júpiter y Saturno, no de Urano y Neptuno. Fíjate que en el artículo hablan de Urano y Neptuno.

Saludos.

AnonymousAnonymous

En realidad si se contradicen ambos artículos…
Este dice que los diamantes no se licuarían en Urano y Neptuno sinó que se acumularían en estado sólido y en este otro dice que si se licuarían formando oceanos con icebergs de diamente sólidos flotando encima.

Saludos.

AnonymousAnonymous

Debido a las altas presiones y temperaturas, resulta imposible mandar una sonda para recojer algunos diamantes. cierto?

Daniel Marín

Hoy por hoy sí, pero estamos hablando de diamantes a 6000 km de profundidad y 3000 K. En el futuro podría ser factible en Saturno (en Júpiter no, la presión sería demasiado grande).

Saludos.

Anónimo bastante anónimoAnónimo bastante anónimo

Veo que los costos serían tremendos.
Primero, supongo que sería costoso fabricar el material y mecanismos necesarios para poder soportar y trabajar en esas condiciones, claro está, si realmente existen.
Segundo, el pozo gravitatorio requeriría de muy altas energías para ser superado, ya cuesta hoy salir del pozo gravitatorio de la Tierra, así que…
Ah, y por supuesto, el viaje espacial no sería corto ni mucho menos.

¿No sería más factible fabricar artificialmente el diamante a partir de carbono o compuestos de tal?

AgüimenseAgüimense

¿Para qué necesitamos esos diamantes en la Tierra? Porque desde el momento que se inundara el mercado con diamantes de afuera bajarían los precios y ya no sería un negocio. Intento ver que negocio supone traer los diamantes y no lo veo nada más que en los primeros que vayan. Saludos.

NoelNoel

¿Y quién ha dicho que los diamantes sólo sirvan como joyas? En primer lugar, el mercado de diamantes está artificialmente controlado, pues no son tan escasos como se pretende hacer creer, pero todas las minas forman parte de una misma asociación que mantiene los precios artificialmente altos mediante la publicidad de que los diamantes son raros. En realidad, son relativamente abundantes, y de hecho se extraen cientos de toneladas cada año, principalmente para uso industrial.

En segundo lugar, precisamente ahí está el quid: el diamante es la sustancia más dura conocida, con infinidad de aplicaciones industriales (una de ellas, la de prensas de gigapascales de presión, como comentaba Daniel cuando el artículo del Hidrógeno Metálico). Si existiese una manera industrial de minar masivamente Saturno, Urano y Neptuno, de forma que fuese comercialmente rentable (y superadas todas las dificultades técnicas), la avalancha de diamante podría convertirse fácilmente en una materia prima de desarrollo técnico e industrial de primer orden…

Los diamantes no son sólo para lucirlos en el cuello…

Tepúflipo F.

Bueno, no creo que se inundase el mercado precisamente. El coste de una misión a esos planetas, recoger los diamantes y traerlos de vuelta convertiría los diamantes espaciales en una excentricidad para millonarios :-)

En fin, creo que la historia de los diamantes es interesante desde un punto de vista científico y una curiosidad para el común de los mortales. No le busquemos tres pies la gato.

alvaro

wow!, interesante. Daniel, estos planetas no necesitan apenas la luz del sol para sus ciclos climatológicos como nosotros aquí en La Tierra, no? Osea, son más como una estrella? Es que me da esa sensación tras leer el artículo. Y una última pregunta… estos planetas irradian algún tipo de energía o materia en cantidades significativas al espacio??

AnonymousAnonymous

No me imagino a las hélices de propulsión del submarino del JPL sobreviviendo a ese ambiente abrasivo ;),(ni a ningún mecanismo con partes móviles expuestas)

alvaro

Cierto, lo más tangible sería algún tipo de propulsión a chorro… lo que a ver cómo narices crean una presión interna lo suficientemente superior a la ambiental para que el gradiente de presiones garantice movimiento, para luego “contemplar” cómo sacan los diamantes del planeta… si ya nos cuesta salir de la tierra y la gravedad en Júpiter es casi 25m/s^2… x’D

AnonymousAnonymous

Si mal no recuerdo, en la novela ” 2061: Odisea 3″ de A. C. Clarke, aparece una montaña en la luna Europa que es un gran diamante procedente del centro de Jupiter de cuando éste se transformó en la estrella Lucifer en la anterior novela “2010: El año que hicimos contacto”. Siempre me resultó interesante ese concepto, aunque me imaginaba, no sabía que tenía bases tan sólidas.

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