En déterminant comment la plupart des diamants proviennent de violentes éruptions volcaniques, il sera plus facile de les trouver
De nouvelles recherches, menées par des chercheurs de plusieurs pays et publiées cette semaine, suggèrent que les diamants pourraient être un signe de rupture des plaques tectoniques de la Terre. Ces recherches pourraient même fournir des indices sur l’endroit le plus propice pour les rechercher.
Image d’entête : diamant dans une kimberlite. (Muséum national d’Histoire naturelle/ MNHN – L. Bessol)
Contrairement à leur apparence éclatante, ces pierres précieuses ont connu un tumultueux périple jusqu’à la surface de la Terre à la suite de violentes éruptions volcaniques il y a des millions d’années. Les diamants commencent leur voyage dans les profondeurs du manteau terrestre, à plus de 160 km sous la surface, où des températures et des pressions immenses forcent les atomes de carbone à s’arranger pour former une structure cristalline unique. Des conduits volcaniques profondément enracinés transportent ces pierres précieuses vers le haut à travers les couches de la Terre. Enfin, elles se dispersent à la surface après avoir été projetées par de puissantes et spectaculaires éruptions volcaniques.
Cependant, il ne s’agit pas de diamants purs. Les pierres précieuses sont encastrées dans des roches bleutées appelées kimberlites. Jusqu’à présent, on savait tout cela avec un haut degré de certitude. Ce qui manquait, c’était de savoir pourquoi et comment ces kimberlites s’étaient formées et avaient ensuite migré vers la surface après avoir passé des millions d’années enfouies dans le manteau.
Thomas Gernon, de l’université de Southampton (Royaume-Uni), comble ce manque de connaissances en montrant que l’ancienne dislocation des continents est à l’origine de la formation de ces diamants. Ces résultats permettent de mieux comprendre les processus énigmatiques à l’origine de ces rares éruptions et donnent de précieuses indications sur les zones où les gisements riches en diamants sont les plus susceptibles de se trouver.
Mine de diamants de Venetia, Afrique du Sud. (Dr Tom Gernon/ Université de Southampton)
Les géologues ont analysé des données historiques sur les plaques continentales et les éruptions de kimberlite afin de comprendre comment les diamants voyagent de leur lieu de naissance dans les profondeurs de la Terre jusqu’à la surface. L’équipe a observé qu’au cours du dernier milliard d’années, la plupart des éruptions de kimberlite se sont produites environ 25 millions d’années après la séparation des plaques continentales.
Un examen plus approfondi de ce lien a révélé que les premières éruptions de kimberlite étaient plus proches des bords de la plaque, les éruptions ultérieures se produisant progressivement vers le milieu de la plaque. Ces éruptions ont également été très retardées, éjectant le minéral riche en diamant environ 26 millions d’années après la rupture de supercontinents tels que la Pangée.
Le processus commence lorsque les plaques continentales s’étirent et se séparent. Cet étirement amincit la roche et perturbe l’écoulement normal de la matière dans le manteau terrestre, la couche située directement sous la croûte. La perturbation du manteau entraîne le détachement de morceaux de roche de la base de la plaque continentale, qui dégoulinent comme de la cire chaude. Pendant des centaines de millions d’années, sous une pression immense, ces roches subissent une transformation, changeant les dépôts de carbone en précieux diamants. En s’enfonçant dans le manteau, ces morceaux de roches déclenchent des flux encore plus importants, arrachant des couches de roches de plusieurs dizaines de kilomètres d’épaisseur à la base de la plaque continentale.
Coupe transversale idéalisée d’une cheminée de kimberlite. Les xénolithes sont des fragments de roches étrangères « entraînés » depuis de grandes profondeurs pendant l’éruption volcanique. Outre les xénolithes, les kimberlites contiennent des xénocristaux, c’est-à-dire des cristaux individuels de minéraux étrangers. Les diamants et autres minéraux indicateurs de kimberlite sont des xénocristaux. (Asbestos/ Wikimedia)
L’effet domino de ces flux destructeurs finit par forger un magma de kimberlite diamantifère. Lorsqu’une quantité suffisante de fonte s’est formée, elle s’élève rapidement et traverse la croûte avec force, provoquant de puissantes éruptions. Les éruptions de kimberlite diffèrent des éruptions volcaniques ordinaires. Au lieu de former des cônes volcaniques typiques, elles laissent derrière elles des trous verticaux en forme de tuyaux dans le sol, appelés cratons. De nombreuses mines de diamants se trouvent directement sous ces formations uniques.
La plus récente éruption kimberlitiques s’est produite il y a environ 11 000 ans aux collines d’Igwizi, en Tanzanie, alors que la plupart ont eu lieu pendant la période du Crétacé, il y a environ 146 à 66 millions d’années.
Selon Thomas Gernon :
Nous savons où, quand et pourquoi les kimberlites se forment, ce qui est très utile pour l’exploration. Nous connaissons les événements nécessaires pour déclencher cet effet domino et, en reliant les points, nous pouvons cibler les zones les plus prometteuses pour la présence de diamants. Ces éruptions sont assez rares dans l’histoire de la Terre parce qu’elles nécessitent une combinaison parfaite de conditions et d’événements pour les générer. Les dinosaures se seraient promenés dans certaines de ces zones, observant ces événements, et ils auraient été assez perplexes. Il s’agit d’événements extrêmement rapides et ils ne s’y attendaient probablement pas.
Bien que l’étude présente des preuves irréfutables à l’appui de son modèle, l’affaire n’est pas entièrement close. Certains critiques estiment que si les ruptures de supercontinents jouent un rôle important dans les éruptions de kimberlite, d’autres facteurs peuvent également intervenir. Le processus de rupture des supercontinents implique une interaction complexe de divers processus géologiques, ce qui rend difficile l’identification de la cause exacte des éruptions de kimberlite.
L’étude publiée dans Nature : Rift-induced disruption of cratonic keels drives kimberlite volcanism et présentée sur le site de l’université de Southampton : Scientists crack the code of what causes diamonds to erupt.
