De nouvelles recherches menées sur des diamants provenant de la mine Voorspoed en Afrique du Sud ont révélé la présence d'inclusions métalliques riches en nickel. Ces découvertes, publiées dans la revue Nature Geoscience, constituent la première preuve tangible de réactions chimiques complexes se produisant dans les profondeurs du manteau terrestre, offrant ainsi un nouvel éclairage sur les processus internes de notre planète et la formation des magmas riches en éléments volatils.
Une équipe dirigée par Yael Kempe et Yaakov Weiss de l'Institut des sciences de la Terre de l'Université hébraïque de Jérusalem a analysé des diamants formés entre 280 et 470 kilomètres sous la surface terrestre. Ces analyses ont mis en évidence la présence de nanoinclusions métalliques de nickel-fer et de microinclusions de carbonates riches en nickel. Ces éléments confirment pour la première fois l'existence naturelle d'alliages riches en nickel dans des zones où leur présence était jusqu'alors prédite par des modèles théoriques, notamment à des profondeurs d'environ 250-300 kilomètres.
La coexistence de ces alliages nickel-fer et de carbonates riches en nickel suggère un événement géochimique majeur, une réaction de « gel redox métasomatique ». Ce processus implique l'infiltration d'un magma carbonaté-silicaté oxydé dans un péridotite réduit et riche en métaux, menant à la formation de diamants. Cette interaction capture un instantané fugace de la chimie du manteau, transformant la roche mantellique réduite en un domaine plus oxydé et riche en volatils, tandis que les carbonates et les diamants eux-mêmes cristallisent à partir du magma.
Cette découverte corrobore les observations antérieures faites à des profondeurs moindres, renforçant l'idée que ces réactions sont une voie clé dans la création de diamants naturels. Ces résultats ont des implications considérables pour la compréhension de la dynamique du manteau et de la génération des magmas. L'oxydation périodique de petites portions du manteau pourrait expliquer pourquoi certaines inclusions dans d'autres diamants ultra-profonds enregistrent des conditions anormalement oxydées.
De plus, ces processus éclairent les origines des magmas riches en volatils. L'enrichissement du péridotite mantellique en carbonate, potassium et autres éléments incompatibles lors de ces événements redox pourrait préparer le manteau à la formation ultérieure de kimberlites, lamprophyres, et même de certains basaltes d'îles océaniques. L'étude souligne la valeur scientifique des diamants, qui sont bien plus que de simples gemmes.
Leurs inclusions, qu'il s'agisse d'alliages à l'échelle nanométrique ou de minéraux de haute pression, offrent l'un des rares enregistrements naturels des conditions régnant à des centaines de kilomètres sous nos pieds. Alors que les chercheurs continuent d'explorer ces capsules temporelles minérales, les diamants promettent de révéler davantage sur la chimie cachée du manteau et les processus qui façonnent continuellement notre planète dynamique.