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    5 de julio de 2020

Los diamantes sintéticos y extraterrestres de Arthur Clarke

Por Mª Cinta Osácar y Miguel Ángel Pellicer | Arthur C. Clarke (1917-2008) es uno de los autores de ciencia ficción más populares, quizás por ser el autor de la novela (El centinela, 1951) cuya trama dio lugar a la película 2001: Una odisea del espacio (1968), dirigida por Stanley Kubrick. Pero no fue sólo un escritor de novelas sino también un científico.
Los diamantes sintéticos y extraterrestres de Arthur Clarke

La mayor parte de su obra, tanto obra científica como sus relatos de ficción, está relacionada con el espacio, las comunicaciones y viajes espaciales. Su popularidad en relación con estos temas le llevó comentar en televisión la llegada del Apolo 11 a la Luna. Por su estrecha relación con los avances científicos del momento, sus obras de ficción recogen los descubrimientos más recientes, pero además aparecen combinados con una gran preocupación por sus efectos sobre los seres humanos.

Entre su abundante obra existen varias referencias a los diamantes pero, como no podía ser de otra manera, se refieren a los diamantes de la entonces “ciencia ficción”, aunque ahora ya son realidad. Es decir, de trata de los diamantes sintéticos y los diamantes extraterrestres.

Todo lo que reluce (1956)

Una alusión temprana a los diamantes aparece en un relato corto publicado en 1956: Todo lo que reluce (All that Glitters), agrupado junto con otros cinco relatos en un volumen titulado Aventura en la Luna (Venture to the Moon), todos ellos dedicados al viaje del hombre a la Luna, por aquel entonces aún un sueño. Narra la historia de un geofísico, el Dr. Paynter, muy interesado en los diamantes debido a la desmedida afición de su esposa a las joyas.

Para cumplir las expectativas de su esposa, el Dr. Paynter empieza a desarrollar un método de síntesis de diamantes, pero antes de concluirlo es reclamado para una expedición a la luna. Una vez allí, en un cráter lunar, encuentra un diamante, que forma parte del material expulsado por erupciones volcánicas.

El diamante tiene un tamaño ligeramente inferior al Cullinan, por lo que inmediatamente piensa en regalárselo a su esposa. Sin embargo, casi al mismo tiempo, recibe el aviso de que sus experimentos de síntesis han sido fructíferos y el procedimiento puede producir diamantes “sin límite de tamaño y a un coste despreciable”.



De esta manera, el protagonista se encuentra en la encrucijada entre estos dos sucesos: está en poder de un diamante que haría feliz a su esposa, si no fuera porque acaba de descubrir un procedimiento para fabricar todos los diamantes que su esposa pueda querer.

A su regreso a la Tierra el diamante lunar se convierte en un extraordinario collar para su esposa. Sin embargo, un mes después, cuando el procedimiento Paynter de síntesis de diamantes se comercializa, su esposa pide el divorcio por “crueldad mental extrema”: su valiosísimo collar había dejado de ser especial, es decir, los diamantes han perdido su rareza como gemas.

En la época en la que se escribió este relato los conocimientos sobre la geología de la Luna eran muy limitados. Se especulaba sobre el origen de los cráteres y una de las hipótesis es que eran de origen volcánico y la otra que procedían de impactos meteoríticos.

Aunque los viajes del Apollo avalaron esta segunda hipótesis, parece que es a la tesis del vulcanismo a la que alude el autor para justificar la presencia de diamantes, porque lo que sí que se sabía en esa época era que los diamantes estaban ligados a vulcanismo. La verdad es que las rocas de la luna son volcánicas, pero de composición diferente a las kimberlitas o lamproítas que albergan a los diamantes en la corteza terrestre, por lo que no es esperable que contengan diamantes.


La verdad es que las rocas de la luna son volcánicas, pero de composición diferente a las kimberlitas o lamproítas, por lo que no es esperable que contengan diamantes


La otra opción para el origen de los cráteres, la de los impactos, también hubiera podido generar diamantes. En la Tierra se han encontrado diamantes formados durante los impactos meteoríticos, como en el cráter de Popigai en Siberia; la presión producida en el impacto puede ser suficiente para transformar el carbono de las rocas impactadas en diamante, durante el breve tiempo que dura el impacto.

Los diamantes se pueden encontrar en los alrededores del punto de impacto, ya que en el punto del impacto la presión y el calor son incluso demasiado altos para la supervivencia de los diamantes. Los diamantes así producidos no resultan demasiado útiles como gemas, ya que son, bien pequeños agregados policristalinos, bien cristales diminutos.

Diamantes de impacto meteorítico del cráter de Popigai (Siberia), provocado por un asteroide, hace unos 35 millones de años. La fuerza en el punto de impacto excede la temperatura y la presión requeridas para producir diamantes. Si el carbono está presente en las rocas que rodean el sitio de impacto, es posible la formación de diamantes.

Respecto a la síntesis de diamante emprendida por el Dr.Paynter, es preciso recordar que el 15 de febrero de 1955 General Electric anunció el éxito de la primera síntesis comercial de diamantes sintéticos. La empresa sueca ASEA también anunció que lo había conseguido en 1953, pero su anuncio lo hizo 6 años más tarde de la publicación del de General Electric. Los resultados, sin embargo, no tenían ningún valor para joyería. Por eso, acertadamente, la ficción del relato hace hincapié en la posibilidad de sintetizar tamaños grandes y comercialmente viables, es decir, lo que aún no se había logrado.

Además, el autor especula sobre los efectos sociales de la aparición de una síntesis de ese tipo sobre los diamantes como gemas: al disminuir la rareza de los diamantes incluso los de gran tamaño dejan de ser objetos codiciados. Certeramente, anticipa el temor que ahora existe respecto a la posible evolución de los diamantes sintéticos y su difusión más amplia.

La primera prensa para la síntesis de diamantes de General Electric produjo una presión de 1.5 millones de libras por pulgada cuadrada y una temperatura de 5.000 grados Fahrenheit.


2061: Odisea tres (1987) y 3001: Odisea final (1997)

Arthur Clarke escribió tres secuelas más de su famosa 2001: Una odisea del espacio, y es en la segunda, ambientada en 2061, en la que aparecen los diamantes extraterrestres. Se trata de una historia más larga y compleja que la anterior, en la que los diamantes, aunque no sean los protagonistas, sí tienen un papel importante.

El autor quería publicar la novela cuando ya hubiera datos de la misión Galileo a Júpiter, pero fue pospuesta hasta 1989 y, para evitar la demora se inspiró en el retorno del cometa Halley a la Tierra en 1986. Durante el relato una nave espacial aterriza en dicho cometa.


El autor especula sobre los efectos sociales de la aparición de una síntesis de ese tipo sobre los diamantes como gemas: al disminuir la rareza de los diamantes incluso los de gran tamaño dejan de ser objetos codiciados


Al comienzo de la novela Júpiter ha explotado y se ha transformado en una estrella denominada Lucifer y las lunas del antiguo planeta son ahora planetas; en una de ellas, Europa, está evolucionando la vida. Mientras tanto, en la Tierra, la población blanca de Sudáfrica ha huido llevándose las riquezas y es la población negra la que está levantando el país gracias a las minas de diamantes.

Un afrikaner (descendiente de los colonos holandeses boers de Sudáfrica) predice, a partir de datos de satélites, que el Monte Zeus, en la luna de Júpiter llamado Europa, es un gigantesco diamante. Una expedición a Europa, confirma la naturaleza de dicho monte, el cual se acaba hundiendo bajo la superficie.

Pero este enorme diamante resulta ser, además, un fragmento del núcleo del propio Júpiter, expulsado durante la explosión que lo transformó en estrella. Ello lleva a una especulación sobre la posibilidad de que hubiera más fragmentos de diamante en órbita alrededor del antiguo Júpiter, o sea la ahora estrella Lucifer, que podrían ser explotados en un nuevo tipo de “minería”. Como consecuencia de estas posibilidades surgen las preocupaciones acerca de las consecuencias que estos descubrimientos tendrían en el mercado de diamantes y en la economía sudafricana.

Como colofón a la serie de las Odiseas, y a modo de epílogo, en la “Odisea final”, ambientada en el año 3001, los diamantes de la órbita de Júpiter han sido explotados y utilizados para construir una especie de ascensor espacial, que unen la superficie terrestre con un anillo orbital, una estructura que gira en torno a la Tierra. Sólo el diamante es capaz de resistir las tensiones generadas en esa estructura.

Las características de la obra de Arthur Clarke se reflejan bien en este argumento: el fundamento científico y la influencia en la sociedad. Los diamantes extraterrestres habían sido científicamente propuestos en 1981, (Ross, Marvin, 1981 "The ice layer in Uranus and Neptune—diamonds in the sky?" Nature. 292 (5822): 435–436). La idea surge de que estos planetas son gigantes gaseosos, y se discute si tienen o no un núcleo sólido.

Si el gas incluye metano y otros hidrocarburos, que contienen carbono, la estructura que debería adoptar este carbono, bajo las grandes presiones del núcleo, sería la del diamante. El autor de la hipótesis, sorprendentemente, la limitaba a Urano y Neptuno, sin mencionar Júpiter, y esta es la omisión que subsana Arthur Clarke.

Por otra parte, incluso en la Tierra, los nuevos descubrimientos sobre la formación de los diamantes indican que algunos de ellos se forman en las partes inferiores del manto, más cerca del núcleo de lo que antes se imaginaba.



Origen de los diamantes en la parte superior o inferior del manto


Arthur Clarke no llegó a ver la generalización de la presencia de diamantes en Júpiter, que se realizó en 2013 con los datos recientes sobre las atmósferas de Júpiter y Saturno. Según las últimas hipótesis, las tormentas eléctricas de estos planteas serían capaces de transformar el metano de la atmósfera en hollín, que después caería por arrastrado por la lluvia; las presiones a las que se podría ver sometido en su caída serían las responsables de que se transformase en diamante (Delitsky, M. L.&Baines, K. H. 2013, Bull. Am. Astron. Soc.49, No. 9, abstract 512.09). Incluso se plantea la posibilidad de enviar robots allí para “recolectar” esos diamantes.

Más allá de nuestro sistema solar, también se supone que puede haber astros de diamante. Quizás el más probable es una estrella enana de la constelación de Centauro, a unos 50 años luz de nosotros.

Su composición es esencialmente carbono y oxígeno y, debido a su carácter pulsante, en 1995, se postuló que podría estar parcialmente cristalizada. Con un diámetro de unos 4000 km, sería, hasta el momento, el mayor diamante del mundo. Por ello, aunque oficialmente se denomina BPM 37093, ha sido apodada Lucy, por la canción de los Beatles: Lucy in the Sky with Diamonds.

Este nombre aparece también en la obra de Clarke, aunque es casualidad: Lucy es también el nombre dado a los restos del homínido encontrado en Etiopía en 1974 y que fue considerado, hasta muy recientemente, el homínido más antiguo jamás encontrado. Clarke utiliza la expresión “Lucy está aquí” para referirse al punto de partida de la evolución humana. El nombre de Lucy dado a los restos fósiles procede también de la misma canción, que se dice que los descubridores oían en el momento del hallazgo.

Recreación de los robots “capturadores” de diamantes en la atmósfera de Júpiter y Saturno e imagen que figura la composición de diamante del núcleo de la estrella BPM 37093, apodada Lucy.


La influencia en la sociedad se refleja tanto desde el punto de vista económico y social (el mercado del diamante y la economía de los países productores de diamantes) como considerando las aplicaciones tecnológicas de los diamantes.

Es este aspecto el que, quizás, parece más novedoso, puesto que las aplicaciones tecnológicas del diamante se desarrollan, prácticamente a partir de los años 90 del siglo XX (en 1996 se concede el Nobel a Smalley por el descubrimiento del fullereno, una nueva forma de carbono sólido).

Sin embargo, sus orígenes son muy antiguos y Clarke se basa en un artículo científico muy anterior, en el que se analizaban los materiales posibles para construir un ascensor espacial (Isaacs, John D.; Vine, Allyn C.; Bradner, Hugh; Bachus, George E., 1966. "Satellite Elongation into a True 'Sky-Hook'". Science. 151: 682–683).

El ascensor espacial y Las Fuentes del Paraiso (1979)

Pero esta referencia al ascensor espacial hecho de diamante no es nueva en su obra, sino que retoma lo que ya aparece en una obra anterior: Las Fuentes del Paraiso (1979), cuyo argumento gira específicamente en torno a la construcción de un ascensor espacial cuya cuerda de sostén es una fibra de carbono con estructura de diamante.

En la novela es descrito como un pseudocristal monodimensional, aunque actualmente lo consideraríamos más bien como un gigantesco nanotubo de carbono. Por cierto, que la composición de la fibra de carbono de la novela no es carbono puro, sino que incluye dopantes dispuestos de manera controlada. Los nanotubos de carbono fueron descritos en 1991 (Iijima, S. 1991, Helical microtubules of graphitic carbon. Nature354, 56–58), mucho después de la publicación del libro de Clarke.

Se utilizan en la tecnología moderna, pero más bien por sus propiedades eléctricas que como elementos estructurales, puesto que realmente se parecen más a una lámina de grafito arrollada que a un diamante. Arthur Clarke no conocía los nanotubos y especulaba simplemente con las propiedades de resistencia del diamante.

La longitud de los nanotubos de carbono que se han fabricado ha ido creciendo con el tiempo, y si los primeros publicados en 1991 eran de medio metro, un informe de 2015 de la IAA (International Academy of Astronautics) predecía que para 2030 habría nanotubos de carbono de suficiente longitud, es decir, varios kms, como para un ascensor espacial.

Recreación de los futuros nanotubos de carbono del futuro ascensor espacial

Como se puede ver la fascinación por los diamantes hunde sus raíces en el pasado, pero se proyecta ampliamente hacia el futuro. Podemos esperar ver más avances técnicos relacionados con los diamantes que es probable que repercutan en los usos gemológicos del diamante.

De la imaginación y amplitud de miras de los profesionales depende que estos avances sean provechosos para el mundo gemológico.

Miguel Ángel Pellicer es gemólogo y presidente de AGEDA Aragón.

María Cinta Osácar es profesora de Cristalografía y Mineralogía en la Universidad de Zaragoza.

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