Test de l'eau du manteau pris dans un diamant

Le diamant a été trouvé dans le district brésilien de Juina (statue de Mato Grosso) et contenait la première preuve matérielle en faveur de l'hypothèse générale sur la composition de la couche de transition du manteau. Selon cette hypothèse, la couche de manteau de profondeurs entre 410 et 660 kilomètres est riche en eau, comme l'indique le comportement des ondes sismiques qui traversent la couche. Un des réservoirs de cette eau serait le ringwoodite, une forme d'olivier qui se forme à la suite de pressions très élevées.

Le géologue australien Alfred Ringwood a proposé pour la première fois cette hypothèse dans les années 1950, mais jusqu'à présent il n'a jamais été trouvé un échantillon de ringwoodite surgi sur le manteau de la surface terrestre. Selon l'hypothèse, les hautes pressions dans la zone de transition provoquent un changement de forme de l'olivier, principal composant de la couche supérieure du manteau, pour créer des formes de ringwoodite et wadsleita; les cristaux de ces formes stockeraient de l'eau, et le fait que cette couche de manteau soit aqueuse expliquerait le changement brusque de comportement des ondes sismiques dans cette zone. L'hypothèse a une durée de 60 ans et pendant ce temps les scientifiques ont trouvé des preuves qui l'appuient: la ringwoodite a d'abord été détectée dans des météorites soumis à des chocs à haute pression, puis synthétisée dans le laboratoire à la fois ringwoodite et wadsleita, et ses structures cristallines pouvaient stocker l'eau.

Minéral précieux et fugace

Il manquait la preuve matérielle qu'il avait été à Mantoue, et c'est ce que les chercheurs de l'Université d'Edomonton ont maintenant présenté dans la revue Nature. La présence des groupes OH dans l'échantillon a été détectée par spectroscopie Raman comme indicateur de l'eau. Les mesures indiquent que l'eau représente 1,4% de la masse de ringwooda trouvée. (assimilable aux valeurs apportées par les cristaux synthétisés au laboratoire). Dans un article d’analyse publié dans la revue Nature par le géologue de l’Université de Bayereuth, Hans Keppler, il affirme que «la masse d’eau de tous les océans de la Terre équivaudra à 1,4 1021 kg dans la couche de transition du manteau si la quantité d’eau de l’échantillon était extrapolée à toute la couche entre 410 et 660 km. Cependant, Keppler lui-même et les auteurs de la découverte avertissent que cette extrapolation n'est pas possible. Ces diamants sont le résultat d'une intense activité volcanique liée aux roches aqueuses, activité qui n'est pas habituelle. Cela peut provoquer que seules certaines régions du manteau dans lesquelles les diamants ont été formés sont aqueuses.

Cependant, c'est une grande découverte pour les géologues. S'il est difficile de trouver des diamants, il est plus difficile de trouver une forme d'olivier à haute pression « piégée » dans un diamant. Et c’est qu’«en abaissant la pression selon le diamant, on s’approche du manteau jusqu’à la surface, il est normal que la ringwoodite redevienne un olivin», explique Keppler. «Même si les géophysiques étaient convaincus que le ringwoodite du manteau existait, personne ne l’a vu à ce jour, et la plupart, moi y compris, ne croyaient jamais qu’ils ne verraient jamais un tel échantillon», a-t-il avoué. L'auteur de la découverte, Grahan Pearson, sur le site web de la revue Nature, a affirmé que l'exposition est si appréciée et petite qu'elle doit bien penser dans quelle mesure: « L’échantillon n’a que 40 micromètres, ce qui signifie que nous ne pourrons effectuer qu’une ou deux analyses supplémentaires. »