Il y a une “usine de diamants” dans les entrailles de la Terre depuis des milliards d’années

Jakarta –

Les entrailles de la Terre recèlent de nombreux mystères non résolus, dont l’un d’entre eux est la « fabrique de diamants » qui aurait existé il y a des milliards d’années.

À noter, le carbone joue un rôle important dans les processus géologiques qui se produisent à l’intérieur de la Terre. La majeure partie du carbone de notre planète se trouve dans son noyau. Cependant, on ne sait pas avec certitude si le carbone du noyau peut ou non être ajouté au manteau terrestre en raison d’un manque de connaissances sur les mécanismes de transfert de carbone possibles à la frontière noyau-manteau.

Dans la nouvelle étude, une équipe de géoscientifiques dirigée par l’Arizona State University et la Michigan State University a mené des expériences en reproduisant les conditions extrêmes de pression et de température de la limite noyau-manteau.

Leurs résultats montrent que l’eau peut réagir avec des noyaux de fer métalliques et libérer du carbone sous forme de diamant. Ce processus démontre une relation importante entre les cycles de l’eau et du carbone sur Terre. De plus, leurs résultats prédisent la possible présence de diamants dans certaines régions du manteau le plus profond.

“Le carbone est un élément essentiel à la vie et joue un rôle important dans de nombreux processus géologiques”, a déclaré le Dr. Byeongkwan Ko, chercheur postdoctoral à la Michigan State University, a cité Sci News.

“La découverte d’un nouveau mécanisme de transfert de carbone du noyau vers le manteau éclairera la compréhension du cycle du carbone à l’intérieur de la Terre. Ceci est encore plus intéressant si l’on considère que la formation de diamants à la frontière noyau-manteau peut avoir été en cours. des milliards d’années depuis le début de la subduction de la planète”, a-t-il expliqué.

Dans leur expérience, le Dr. Ko et ses collègues ont comprimé l’alliage fer-carbone et l’eau ensemble à la pression et à la température souhaitées à la frontière noyau-manteau de la Terre, puis ont fait fondre l’alliage fer-carbone.

Ils ont découvert que l’eau et les métaux réagissent pour former des oxydes de fer et des hydroxydes de fer, comme cela se produit avec la rouille à la surface de la Terre. Cependant, ils ont constaté que pour les conditions aux limites noyau-manteau, le carbone sort de l’alliage fer-métal fondu et forme du diamant.

“La température à la frontière entre le manteau de silicate et le noyau métallique à une profondeur de 3 000 km atteint environ 3 900 degrés Celsius, une température suffisamment élevée pour que la plupart des minéraux perdent l’eau capturée dans leur structure à l’échelle atomique”, a déclaré le professeur Dan Shim, chercheur à l’Université d’État de l’Arizona. .

“En fait, la température était suffisamment élevée pour que certains minéraux aient dû fondre dans ces conditions”, a-t-il ajouté.

Étant donné que le carbone est un élément qui aime le fer, on pense qu’une quantité importante de carbone est présente dans le noyau, tandis que le manteau est censé contenir relativement peu de carbone. Cependant, les géoscientifiques ont découvert qu’il y avait plus de carbone dans le manteau qu’on ne le pensait auparavant.

“Aux pressions attendues pour la frontière noyau-manteau de la Terre, l’alliage d’hydrogène avec du métal ferreux en fusion semble réduire la solubilité d’autres éléments légers dans le noyau”, a déclaré le professeur Shim.

Par conséquent, la solubilité du carbone, qui est probablement présent dans le noyau terrestre, diminue localement là où l’hydrogène pénètre dans le noyau depuis le manteau (via la déshydratation).

Eh bien, la forme stable du carbone aux conditions aux limites température-pression du noyau-manteau de la Terre est le diamant. “Ainsi, le carbone sortant du noyau externe fondu devient du diamant lorsqu’il pénètre dans le manteau”, a déclaré le professeur Shim.

L’étude actuelle suggère que le carbone s’échappant du noyau dans le manteau par ce processus de formation de diamants pourrait fournir suffisamment de carbone pour tenir compte de la quantité accrue de carbone dans le manteau.

Les chercheurs prédisent également que des structures riches en diamants pourraient exister à la limite noyau-manteau et que des études sismiques pourraient détecter ces structures car les ondes sismiques doivent se déplacer très rapidement pour ces structures.

“La raison pour laquelle les ondes sismiques doivent se propager si rapidement à travers la structure riche en diamant à la frontière noyau-manteau est que le diamant est hautement incompressible et moins dense que les autres matériaux à la frontière noyau-manteau”, a conclu le professeur Shim.

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(rns/fyk)