Hay descubrimientos que acaparan portadas en la prensa generalista y que se publican en las revistas científicas más prestigiosas que parece que van a cambiar de forma revolucionaria nuestras ideas sobre algún aspecto importante de nuestro conocimiento del mundo. Hay veces, las menos, en que esto es así. El que sea poco frecuente se debe a que la ciencia es acumulativa y a que, por tanto, los nuevos descubrimientos deberían encajar con lo ya archicomprobado. Por eso se dan casos en los que estos descubrimientos “revolucionarios” que suponen “un cambio de paradigma” se encuentra que tenían un error serio de base; recordemos los neutrinos superlumínicos o la vida basada en arsénico. Hoy traemos otro caso muy reciente que ha pasado más desapercibido y que nos permitirá invitar al repaso de algunas cosas de las que hemos visto en esta sección del Cuaderno durante el año que ahora acaba.

Empecemos por el principio. Literalmente.

La Tierra se formó a partir de una nebulosa planetaria hace unos 4.500 millones de años. La energía liberada en el proceso junto a los continuos impactos de otros planetoides hicieron que los primeros millones de años del planeta éste estuviese fundido. Para saber cuándo empezó a solidificarse, formarse la corteza y la aparición de los océanos, y con ellos la vida, es necesario estudiar las primeras rocas formadas que hayan podido llegar hasta nosotros. Y aquí es donde entran en escena los zircones de las Jack Hills (Australia).

En los años 80 del siglo pasado se descubrieron cristales de zircón presentes en conglomerados sedimentarios de las Jack Hills de más de 3.000 millones de años de antigüedad. El encontrar un mineral en una roca sedimentaria indica que el mineral debe ser más viejo que la roca, ya que ésta se forma tras la acumulación de los restos de otras rocas erosionadas. Efectivamente, en 2001 [1] se comprobaba que esos zircones tenían nada menos que hasta 4.400 millones años de antigüedad; lo que implicaba que sólo 100 millones de años después de su formación la Tierra ya tenía una superficie lo suficientemente fría como para permitir la cristalización del silicato de zirconio (ZrSiO₄).

Un zircón de las Jack Hills es como una cápsula del tiempo del comienzo de la Tierra. Los cristales no son perfectos; contienen burbujas e inclusiones que atrapan elementos (aquí habría que pensar en lo que nosotros llamamos definición estricta de elemento, esto es, isótopos) que apuntan a qué composición podría tener la atmósfera y el entorno del cristal en general durante su formación. Esto es posible porque se ha demostrado que los zircones pueden ser enterrados, calentados o sometidos a altas presiones sin que se alteren significativamente.

Por eso, cuando en 2007 [2], un equipo de investigadores afirmó que había encontrado diamantes dentro de los zircones de Jack Hills se formó una polvareda mediática relativa (aquí un ejemplo, por cierto, lleno de errores, y aquí otro, quizás más preciso, pero con problemas de traducción). Publicaron en Nature y afirmaban que los diamantes podían tener hasta 4.300 millones de años de antigüedad. Una revolución.

Una revolución porque la presencia de diamantes implica que la Tierra primitiva, tan sólo 200 millones de años despuués de formarse, tenía una corteza continental lo suficientemente gruesa como para generar las presiones necesarias para la formación de diamantes. Pero, como los diamentes se forman en las zonas de subducción la presencia de diamantes de hace 4.300 millones de años indicaría que en esa fecha ya existía una tectónica de placas en pleno funcionamiento. Es decir, la Tierra se habría enfriado rapidísimamente. Lo que no terminaba de encajar con las leyes físicas conocidas y (inclusivo) con las hipótesis sobre la formación del Sistema Solar.

Cuestionando a lo Duhem-Quine

Estos datos experimentales y sus implicaciones suscitan preguntas que ya nos hemos planteado en este último año en el Cuaderno (especialmente en esta serie).

¿Estos resultados falsaban las hipótesis sobre la formación del Sistema Solar?¿La teoría termodinámica? Si no, ¿por qué no?¿qué más hacía falta? El decir que no eliminaba por incorrecta la hipótesis de formación del Sistema Solar, ¿es tratar ésta como no falsable? ¿Y la teoría termodinámica?

Por otro lado, ¿qué conjunto de hipótesis se estaban comprobando experimentalmente en este caso? ¿Era posible descartar alguna hipótesis auxiliar antes que la teoría termodinámica y/o la hipótesis de formación del Sistema Solar?

Finalmente, con que otras hipótesis eran estos resultados compatibles. ¿Sería esta hipótesis alternativa consistente con la teoría termodinámica y la hipótesis de formación del Sistema Solar?

La hipótesis alternativa

Varios grupos de investigadores no terminaron de comprar la historia de los diamantes. Especialmente los especialistas en diamantes y altas presiones. Había cosas que no encajaban. Una de ellas era el rango de edades dado para los diamantes dentro de un mismo zircón: ese “hasta” arrancaba hasta mil millones de años antes. Otra era la propia metodología del estudio “revolucionario”: para poder estudiar los zircones es necesario pulirlos, y habían usado para ello, ¡pasta de diamante!

Los especialistas en el estudio de las rocas formadas a presiones ultra-altas están familiarizados con el problema que supone la contaminación por pasta de diamante y saben cómo distinguirla. Uno de estos especialistas es el grupo de Larissa Dobrzhinetskaya, de la Universidad de California en Riverside, que, nada más leer el artículo revolucionario, pidió a los investigadores que le dejasen echar un vistazo a esos zircones.

El grupo de Dobrzhinetskaya descubrió usando microscopía electrónica de transmisión que el tamaño y forma de los cristales de diamante eran similares a los que aparecen en los diamantes sintéticos usados en la pasta de pulimentar. Por otra parte, los diamantes no parecían haber crecido en el interior con “dedos” que los “sostuviesen” en la estructura de zircón, sino que aparecían “depositados” en los huecos. Finalmente, los diamantes aparecían rodeados por algo que se parecía sospechosamente a la resina epoxídica que es uno de los componentes de la pasta de pulimentar usada en el estudio. Conclusión, los diamantes eran parte de la pasta de pulimentar: una hipótesis alternativa compatible con los datos experimentales y, a la vez y desde otro punto de vista, una hipótesis auxiliar perfectamente descartable dentro del conjunto que se estaba comprobando.

La odisea de publicar los resultados

Aunque ha habido algo de discusión y se han repetido experimentos (con algún descubrimiento adicional interesante) a la vista de los resultados obtenidos ambos grupos de investigadores han llegado al consenso de que los “diamantes” citados en el artículo de Nature de 2007 de Menneken et al. provienen de la pasta de pulimentar pero, debido a la discusión, los autores del artículo revolucionario se han negado a incluir sus nombres en el artículo donde se recogían los nuevos resultados. Prefirieron escribir el suyo propio, usando métodos similares, para salvar su idea de que podría haber diamantes en los zircones de Jack Hills, cosa que el grupo de Dobrzhinetskaya descarta completamente.

Según cuenta Live Science, ambos estudios fueron rechazados por los journals a los que se envió en primera instancia. Nature rechazó el de Dobrzhinetskaya et al y American Mineralogist el de Menneken et al. Parece ser que lo editores de Nature tendían a estar de acuerdo con Menneken et al.

Finalmente los revisores de Earth and Planetary Science Letters llegaron a la conclusión de que el artículo de Dobrzhinetskaya et al no dejaba lugar a la duda y lo aceptaron para publicación [3]. Se da la cirunstancia de que el editor responsable, Mark Harrison (de la Universidad de California en Los Ángeles), es uno (si no “el”) de los mayores expertos mundiales en los zircones de Jack Hills. Y, paradójicamente, Harrison es de lo que piensa que la Tierra se enfrió antes de lo que se cree basándose en pruebas mineralógicas encontradas en inclusiones en zircones que así lo indicarían. Pero lo de los diamantes es demasiado.

Referencias:

[1] Wilde S.A., Valley J.W., Peck W.H. & Graham C.M. Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago., Nature, DOI: 10.1038/35051550

[2] Menneken M., Nemchin A.A., Geisler T., Pidgeon R.T. & Wilde S.A. (2007). Hadean diamonds in zircon from Jack Hills, Western Australia, Nature, 448 (7156) 917-920. DOI: 10.1038/nature06083

[3] Dobrzhinetskaya L., Wirth R. & Green H. (2014). Diamonds in Earthʼs oldest zircons from Jack Hills conglomerate, Australia, are contamination, Earth and Planetary Science Letters, 387 212-218. DOI: 10.1016/j.epsl.2013.11.023

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance