Nous avons découvert comment les diamants remontent à la surface et cela peut nous dire où les trouver

« Un diamant est éternel. » Ce slogan emblématique, inventé pour une campagne publicitaire très réussie dans les années 1940a vendu les pierres précieuses comme symbole d’engagement éternel et d’unité.

Mais nos nouvelles recherches, menées par des chercheurs de divers pays et publié dans Nature, suggère que les diamants pourraient également être un signe de rupture, c’est-à-dire des plaques tectoniques de la Terre. Cela peut même fournir des indices sur le meilleur endroit où aller les chercher.

Les diamants, étant le les pierres naturelles les plus dures, nécessitent des pressions et des températures intenses pour se former. Ces conditions ne sont atteintes qu’au plus profond de la Terre. Alors, comment arrivent-ils des profondeurs de la Terre jusqu’à la surface ?

Les diamants sont transportés dans des roches en fusion, ou magmas, appelés kimberlites. Jusqu’à présent, nous ne savions pas quel processus provoquait la soudaine poussée des kimberlites à travers la croûte terrestre après avoir passé des millions, voire des milliards d’années, cachées sous les continents.

Cycles des supercontinents

La plupart des géologues s’accordent à dire que les éruptions explosives qui déclenchent les diamants arrivent en synchronisation avec le cycle des supercontinents : un schéma récurrent de formation et de fragmentation des masses continentales qui a défini des milliards d’années d’histoire de la Terre.

Cependant, les mécanismes exacts qui sous-tendent cette relation sont débattus. Deux théories principales ont émergé.

On propose que les magmas kimberlitiques exploiter les « blessures » créé lorsque la croûte terrestre est étirée ou lorsque les dalles de roche solide recouvrant la Terre – appelées plaques tectoniques – se divisent. L’autre théorie implique des panaches du manteaudes remontées d’eau colossales de roche en fusion à partir de la limite noyau-manteau, situées à environ 2 900 km sous la surface de la Terre.

Les deux idées, cependant, ne sont pas sans problèmes. Premièrement, la partie principale de la plaque tectonique, connue sous le nom de lithosphère, est incroyablement solide et stable. Cela rend difficile la pénétration des fractures, ce qui permet aux magmas de s’écouler.

De plus, de nombreuses kimberlites ne présentent pas les « saveurs » chimiques que nous nous attendrions à trouver dans les roches dérivées des panaches du manteau.

En revanche, on pense que la formation de kimberlite implique des degrés extrêmement faibles de fonte des roches du manteau, souvent moins de 1 %. Il faut donc un autre mécanisme. Notre étude offre une solution possible à cette énigme de longue date.

Nous avons déployé des analyses statistiques, y compris l’apprentissage automatique – une application de l’intelligence artificielle (IA) – pour examiner de manière médico-légale le lien entre l’éclatement des continents et le volcanisme des kimberlites. Les résultats de notre étude mondiale ont montré que les éruptions de la plupart des volcans kimberlitiques se sont produites 20 à 30 millions d’années après l’éclatement tectonique des continents terrestres.

De plus, notre étude régionale ciblant les trois continents où se trouvent la plupart des kimberlites – l’Afrique, l’Amérique du Sud et l’Amérique du Nord – a confirmé cette constatation. Cela a également ajouté un indice majeur : les éruptions de kimberlites ont tendance à migrer progressivement des bords continentaux vers l’intérieur au fil du temps à un rythme uniforme sur tous les continents.

Cela soulève la question suivante : quel processus géologique pourrait expliquer ces schémas ? Pour répondre à cette question, nous avons utilisé plusieurs modèles informatiques pour capturer le comportement complexe des continents lorsqu’ils subissent un étirement, parallèlement aux mouvements de convection dans le manteau sous-jacent.

effet domino

Nous proposons qu’un effet domino peut expliquer comment la rupture des continents conduit finalement à la formation de magma de kimberlite. Pendant déchirementune petite région de la racine continentale – des zones de roches épaisses situées sous certains continents – est perturbée et s’enfonce dans le manteau sous-jacent.

Ici, nous obtenons un naufrage de matériau plus froid et une remontée de manteau chaud, provoquant un processus appelé convection par les bords. Nos modèles montrent que cette convection déclenche une chaîne de modèles d’écoulement similaires qui migrent sous le continent voisin.

Nos modèles montrent qu’en balayant la racine continentale, ces flux perturbateurs enlèvent une quantité substantielle de roche, de plusieurs dizaines de kilomètres d’épaisseur, à la base de la plaque continentale.

Divers autres résultats de nos modèles informatiques avancent ensuite pour montrer que ce processus peut rassembler les ingrédients nécessaires dans les bonnes quantités pour déclencher juste assez de fusion pour générer des kimberlites riches en gaz. Une fois formé, et avec une grande flottabilité fournie par le dioxyde de carbone et l’eau, le magma peut remonter rapidement à la surface en emportant sa précieuse cargaison.

Trouver de nouveaux gisements de diamants

Ce modèle ne contredit pas l’association spatiale entre les kimberlites et les panaches du manteau. Au contraire, la rupture des plaques tectoniques peut résulter ou non du réchauffement, de l’amincissement et de l’affaiblissement de la plaque provoqués par les panaches.

Cependant, nos recherches montrent clairement que les modèles spatiaux, temporels et chimiques observés dans la plupart des régions riches en kimberlite ne peuvent pas être expliqués de manière adéquate uniquement par la présence de panaches.

Les processus déclenchant les éruptions qui ramènent les diamants à la surface semblent être très systématiques. Ils commencent sur les bords des continents et migrent vers l’intérieur à un rythme relativement uniforme.

Ces informations pourraient être utilisées pour identifier les emplacements et les moments possibles des éruptions volcaniques passées liées à ce processus, offrant des informations qui pourraient permettre la découverte de gisements de diamants et d’autres éléments rares nécessaires à la transition énergétique verte.

Si nous devons rechercher de nouveaux gisements, il convient de garder à l’esprit que des groupes de campagne s’efforcent actuellement d’éliminer des marchés mondiaux les diamants qui sont utilisé pour financer des guerres (diamants de la guerre) ou ceux provenant de mines avec de mauvaises conditions pour les travailleurs.

Les diamants peuvent être éternels ou non, mais nos travaux montrent que de nouveaux diamants ont été créés à plusieurs reprises au cours de longues périodes de l’histoire de notre planète.

Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.