Les diamants contiennent des preuves des roches du manteau qui ont aidé à soutenir et à faire croître l’ancien supercontinent Gondwana par le bas, selon de nouvelles recherches menées par une équipe de scientifiques dirigée par Suzette Timmerman, anciennement de l’Université de l’Alberta et maintenant à l’Université de Berne, et comprenant l’étude de Carnegie. Steven Shirey, Michael Walter et Andrew Steele. Leurs conclusions, publiées dans Naturedémontrent que les diamants très profonds peuvent ouvrir une fenêtre à travers l’espace et le temps sur le processus de croissance et de formation du supercontinent.
Pendant des milliards d’années, les masses continentales de la Terre ont été déchirées et reconstituées par la tectonique des plaques, formant périodiquement des supercontinents géants. Ce processus de formation résulte d’une convection à grande échelle du manteau planétaire. Mais les archives de ces événements sont mal conservées, car la croûte océanique est jeune et s’enfonce continuellement sous la surface de la planète par un processus appelé subduction, tandis que la croûte continentale n’offre qu’une vision limitée des rouages profonds de la Terre.
Étonnamment, l’équipe de recherche a pu montrer que les diamants très profonds formés entre 300 et 700 kilomètres sous la surface de la Terre peuvent révéler comment de la matière a été ajoutée à la base d’un supercontinent autrefois puissant.
« Ces diamants nous permettent de voir comment les processus tectoniques des plaques profondes sont liés au cycle du supercontinent », a déclaré Shirey.
On pense que le supercontinent Gondwana s’est formé il y a entre 800 et 550 millions d’années à l’époque néoprotérozoïque. Partant de l’emplacement actuel du pôle Sud, il a incorporé les masses continentales qui composent aujourd’hui l’Amérique du Sud, l’Afrique, le Moyen-Orient, l’Inde et l’Australie.
« En révélant les processus géologiques qui ont contribué à la croissance du Gondwana, les scientifiques peuvent mieux comprendre les forces qui ont façonné l’histoire de la Terre et le phénomène de stabilité continentale, qui est bien sûr fondamental pour le succès éventuel de la vie sur notre planète », a ajouté Walter.
À environ 40 à 250 kilomètres sous la surface, des formations géologiques appelées carènes du manteau constituent la base de la croûte continentale. Le matériau qui forme ces carènes s’est épaissi, stabilisé et refroidi sous les blocs continentaux pour former des structures solides et flottantes, capables de résister aux forces destructrices incessantes de l’activité tectonique de la Terre.
Des restes des roches du manteau qui ont contribué à former la quille peuvent être trouvés dans de minuscules inclusions de silicates et de sulfures cachées à l’intérieur de ces diamants très profonds. Généralement défauts dans les diamants gemmes normaux, ces inclusions sont les meilleures amies d’un géoscientifique. Ils ont été identifiés, isolés, étudiés cristallographiquement, puis datés radiométriquement pour déterminer leurs âges géologiques.
Ce travail a été réalisé par des chercheurs de l’Université de l’Alberta et de la Carnegie Institution for Science, ainsi que par d’autres équipes de spécialistes du diamant de la Vrije Universiteit Amsterdam, de l’Université de Bristol et de l’Université de Padoue. Cela a nécessité de nombreuses étapes, notamment l’expédition des diamants à travers le monde à plusieurs reprises, et le déploiement de certains des spectromètres de masse et diffractomètres à rayons X les plus précis disponibles.
« L’étude d’échantillons aussi rares avec diverses techniques de mesure a nécessité un travail d’équipe majeur. Mais ce qui est encore plus remarquable, c’est la façon dont des analyses minutieuses de quantités aussi infimes de matière peuvent éclairer l’évolution des plus grandes masses continentales de la Terre », a expliqué Timmerman.
« L’âge de ces inclusions fournit une trace du moment où un manteau flottant a été ajouté au Gondwana par le bas, échafaudant, soutenant et développant ainsi le supercontinent », a ajouté Shirey.
Puis, il y a environ 120 millions d’années, le supercontinent autrefois soutenu par les roches qui abritaient ces diamants a commencé à se briser et, finalement, 30 millions d’années plus tard, il y a environ 90 millions d’années, les diamants et les inclusions piégées à l’intérieur ont été amenés. à la surface de la Terre lors de violentes éruptions volcaniques de magma kimberlitique diamantifère.
Désormais, en combinant leur analyse en laboratoire avec des modèles existants de mouvement tectonique et de migration des continents, les chercheurs peuvent utiliser ces diamants remarquablement bien voyagés pour comprendre comment le matériau soude les fragments continentaux par le bas, stabilisant ainsi une masse continentale de cette taille.
Plus d’information:
Suzette Timmerman et al, Âges sublithosphériques du diamant et cycle du supercontinent, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-06662-9