À l’intérieur de notre planète, il y a des indices de la présence cachée de l’eau de mer. Le potentiel provient d’un diamant contenant le seul échantillon minéral des profondeurs du manteau terrestre.
Reportage de detikInet, un diamant de qualité gemme du Botswana est magnifique avec des défauts bleutés. Ces diamants sont en fait de minuscules fragments de l’intérieur de la Terre qui indiquent que le manteau de notre planète contient une eau équivalente à celle des océans.
Les défauts des diamants, techniquement appelés inclusions, ressemblent à des yeux de poisson. Le centre est bleu foncé entouré de brume blanche. L’inclusion est une poche de minéral de ringwoodite provenant d’une profondeur de 660 kilomètres, précisément à la frontière entre le manteau supérieur et inférieur de la Terre.
C’est la deuxième fois que les scientifiques ont trouvé le minéral dans des morceaux cristallins de cette zone, et l’échantillon est cette fois le seul de son genre connu de la science. Quant au dernier exemple qui ait jamais existé, il a été détruit dans le but d’analyser sa chimie.
“Il est très rare, voire rare, d’avoir des diamants provenant de régions très profondes et comportant des inclusions”, a déclaré Suzette Timmerman, géochimiste du manteau terrestre et boursière postdoctorale à l’Université de l’Alberta, qui n’a pas participé à la découverte.
Cette découverte suggère que cette zone très profonde de la Terre est humide, avec de grandes quantités d’eau étroitement enfermées dans des minéraux.
Bien que cette eau soit chimiquement liée aux structures minérales et ne coule pas comme l’océan, il est probable qu’elle ait joué un rôle important dans le processus de fonte du manteau.
Ceci, à son tour, affectera le tableau d’ensemble de la géologie, comme la tectonique des plaques et l’activité volcanique. Par exemple, l’eau peut contribuer au développement de zones du manteau ascendant appelées panaches, qui sont des points chauds pour les volcans.
Cette magnifique pièce du manteau recouvert de diamants a été découverte par Tingting Gu, un physicien des minéraux de l’Université Purdue qui menait des recherches au Gemological Institute of America.
Son travail consistait à étudier les rares inclusions trouvées dans les diamants. Les inclusions sont considérées comme des défauts et indésirables pour les bijoux car elles obscurcissent l’éclat des diamants. D’autre part, ces défauts intéressent les scientifiques car ils piègent des morceaux d’échantillons environnementaux là où les diamants se sont formés des milliers d’années plus tôt.
La plupart des diamants se forment entre environ 150 et 200 km sous la surface de la Terre. Mais il y a aussi une poignée de diamants qui proviennent de profondeurs beaucoup plus profondes. Il est souvent difficile de déterminer exactement la profondeur d’où provient un diamant, mais ce nouvel échantillon a été jugé très accommodant.
Gu et ses collègues rapportent ces découvertes dans une étude publiée dans Nature Geoscience. Ils disent que la ringwoodite ne peut se former qu’à des pressions très élevées et qu’elle ne se trouve pas dans la croûte terrestre. Mais parfois, la ringwoodite est piégée dans une météorite qui a subi un traumatisme cosmique majeur.
Dans le manteau terrestre, la ringwoodite existe à des pressions allant jusqu’à 660 km. Un autre échantillon de ringwoodite terrestre découvert, qui a été découvert dans un diamant en 2014, se serait formé à moins de 135 km de cette profondeur.
Deux autres minéraux trouvés dans la nouvelle inclusion, la ferropériclase et l’enstatite, ne peuvent se trouver ensemble qu’à des profondeurs de plus de 660 km, indiquant exactement où le diamant s’est formé.
C’est une profondeur importante car il s’agit de la limite entre les couches du manteau, où les ondes sismiques traversant l’intérieur de la Terre changent mystérieusement de vitesse.
La ringwoodite retient mieux l’eau que la ferropériclase et l’enstatite, de sorte que le minéral peut libérer de grandes quantités d’eau lorsqu’il est soumis à des changements à cette limite. Les modifications minérales et la libération possible d’eau pourraient expliquer pourquoi les ondes sismiques se propagent différemment dans cette région.
Les inclusions de ringwoodite retiennent de petites quantités d’eau liées aux molécules qui composent le minéral, comme l’a fait l’échantillon de 2014. Ceci est important car il y a peu de preuves directes que c’est le cas, bien que des expériences de laboratoire antérieures aient suggéré que le manteau peut stocker de grandes quantités d’eau. .
“La découverte de la ringwoodite en 2014 est le premier indice, mais ce deuxième échantillon constitue une histoire beaucoup plus convaincante”, a déclaré Timmerman.
Il existe des défauts appelés inclusions dans les diamants. Photo: Tingting Gu |
Si le minéral était en effet principalement gorgé d’eau dans la zone de transition du manteau, l’eau stockée profondément dans la Terre pourrait facilement dépasser l’eau à la surface de la planète.
“Si vous n’avez qu’un seul échantillon, il pourrait s’agir d’une région hydrique locale. Alors que maintenant que nous avons un deuxième échantillon, nous pouvons déjà dire qu’il ne s’agit pas d’un seul événement. Cette possibilité sera généralisée”, a-t-il assuré.
La prochaine étape consiste à déterminer d’où vient cette eau, explique Oliver Tschauner, minéralogiste à l’Université du Nevada à Las Vegas.
Les chercheurs savent que les plaques océaniques transportent de l’eau lorsqu’elles sont poussées dans le manteau par la tectonique des plaques, mais ils débattent de la profondeur à laquelle cette eau peut voyager.
Il est également possible que l’eau ait existé depuis la formation de la Terre. Comprendre comment l’eau circule entre les profondeurs et la surface de la Terre peut aider à expliquer comment elle a évolué en une planète hydratée au cours de ses 4,5 milliards d’années d’histoire.
“Pour en savoir plus, les chercheurs doivent analyser les oligo-éléments dans les nouvelles inclusions”, a déclaré Tschauner.
Ils espèrent également trouver plus de ringwoodite du manteau dans les prochains diamants découverts à l’avenir.
Cet article a déjà été publié sur detikInet sous le titre “Un diamant révèle l’océan caché dans l’estomac de la Terre”, lire l’article original ici.
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(bba/tey)
