I diamanti di carbonado sono pietre porose e vecchie miliardi di anni. La loro nascita risale a un antico impatto che avrebbe innescato una rapida subduzione fino al mantello terrestre.
Imaginez cueillir une pierre noire au lit d’un ancien fleuve brésilien. Sa surface brille comme du verre, mais est ponctuée de minuscules pores. Si vous la cassiez, vous ne trouveriez pas un seul cristal, mais une masse compacte de diamants miniatures. D’où vient un objet aussi étrange ? Il s’appelle « carbonado« , et c’est l’un des grands mystères de la géologie.
Horloge géologique
Ces diamants polycristallins (formés de centaines de cristaux) se trouvent dans des dépôts alluviaux en République centrafricaine et dans l’État de Bahia, au Brésil. Le nom est né chez les mineurs brésiliens, qui l’ont façonné en 1840 pour distinguer ces pierres sombres et irrégulières des diamants classiques.
Nessuno, però, è mai riuscito a individuare la roccia madre in cui si sarebbero formati. Anche la loro età sorprende: le datazioni basate sugli isotopi del piombo indicano 2,8-3,6 miliardi di anni, più della maggior parte degli altri diamanti e di gran parte dell’area geologica in cui vengono ritrovati. A differenza delle gemme trasparenti e monocristalline destinate alla gioielleria, il carbonado è un mosaico poroso di cristalli e minerali, ciascuno dei quali può aver registrato una diversa fase della sua storia. Decifrarli è un po’ come ricostruire un viaggio dalle etichette e dai graffi su una valigia che ha girato il mondo.
Espace, impact ou profondeur terrestre ?
Pendant des décennies, les hypothèses ont été opposées. Celles proposées, souvent incompatibles entre elles, allaient d’une origine extraterrestre à une origine crustale et à une origine liée au manteau. La surface scintillante et vitrifiée rappelait surtout la croûte fondue d’un météorite, ce qui a conduit certains à proposer une origine cosmique. D’autres supposaient que les diamants s’étaient formés lors d’un choque d’impact.
Une étude de 2011 dirigée par Attila Demény avait cependant déjà déplacé l’aiguille: les analyses des isotopes d’hydrogène et de carbone faisaient apparaître plus plausible une formation terrestre, liée à l’interaction entre des roches du manteau ou du matériel crustal subducté (c’est-à-dire aspiré sous une plaque terrestre) et des fluides riches en carbone et en hydrogène.
Or une nouvelle étude propose une troisième voie: un ancien impact pourrait avoir joué un rôle, mais seulement comme acte initial. Il aurait contribué à attirer du matériau riche en carbone vers les profondeurs du planète, où les diamants se seraient formés dans le manteau avant de remonter en surface. Dans ce récit, la collision ouvre l’histoire, mais n’est pas la cause directe de la naissance des diamants.
Un indice sur la surface vitrifiée
Attila Demény, Péter Németh et leurs collègues ont analysé des échantillons de carbonado de la Formation Tombador, au Brésil.
Ils ont étudié le carbone, scanné les pierres avec des rayons X et examiné certains grains au microscope électronique. La surface lisse du carbonado était le premier mystère. Beaucoup pensaient qu’elle avait été produite par un impact, comme la croûte brillante qui se forme sur un météorite lorsqu’il chauffe. Mais un choc violent laisse aussi des traces à l’intérieur du diamant et les chercheurs n’en ont trouvé aucune: les cristaux, observés au microscope, sont restés réguliers jusqu’à la surface.
Certaines pierres avaient ensuite une sottile patina di « anatasio », un minéral à base de titane. Le détail décisif est que la surface lisser et brillante couvre de la même façon cette patine que les points où le diamant est découvert. Donc la patine existait déjà avant que la surface devienne lisse. «La formation de la surface vitreuse doit être survenue ultérieurement», a expliqué Demény.
L’ipotesi è che, in un secondo momento, dei fluidi abbiano sciolto leggermente sia la patina sia il diamante sottostante, levigandoli insieme, un po’ come l’acqua leviga un ciottolo. La lucentezza non sarebbe dunque il segno della nascita della pietra, ma di un episodio successivo della sua storia. In breve, l’ordine degli eventi vede prima il diamante che si forma, quindi la deposizione della patina di anatasio e infine l’azione di fluidi che levigano la superficie, dando l’aspetto vetroso.
Le carbone qui vient de loin
Pour comprendre l’origine du carbone, les chercheurs ont mesuré les proportions de ses différentes formes (les isotopes). Dans la plupart des pierres, le résultat ressemblait à celui du carbone laissé par des organismes vivants anciens. Un seul diamant montrait une valeur intermédiaire entre celle du carbonado typique et celle des diamants nés dans les profondeurs terrestres, signe d’une possible fusion de sources.
Resta une domanda: come può materiale di superficie arrivare abbastanza in basso da trasformarsi in diamante? «L’unica spiegazione è la subduzione, che deve essere stata molto rapida, altrimenti i pori all’interno del diamante si sarebbero dovuti eliminare», osserva Demény. Una discesa veloce spiegherebbe perché le pietre siano ancora così piene di cavità. A innescarla, ipotizzano i ricercatori, potrebbe essere stato un grande impatto sulla Terra giovane. «È noto anche che la Terra è stata bombardata da corpi extraterrestri che raggiungevano i 100-200 km di diametro, il che potrebbe aver indotto una rapida subduzione», ha aggiunto.
La storia ricostruita, passo dopo passo
Secondo le modèles, les sédiments riches en matière organique seraient transportés en profondeur jusqu’au manteau, où la pression immense en aurait transformé une partie du carbone en diamant.
Le magma en remontée aurait ensuite fracturé la roche diamantifère, emportant ses fragments vers la surface. D’autres minéraux se seraient infiltrés dans les pores; l’érosion aurait déposé les fragments dans les sédiments, où les fluides les auraient polis, donnant l’aspect vitreux. Le chemin décrit relie de manière cohérente de nombreuses particularités du carbonado : le carbone qu’il contient, les pores, l’apparence fragmentée et les espaces remplis de minéraux.
Une étude antérieure avait en outre décrit un échantillon de carbonado sur lequel avait poussé un diamant de qualité gemme : pour Demény, un élément en faveur d’un passage par le manteau. Il existe aussi une autre coïncidence géographique que les chercheurs évoquent depuis longtemps : à l’époque gondwanienne, les zones brésilienne et africaine où se trouve le carbonado formaient une même région, séparée seulement par l’ouverture de l’Atlantique au Mésozoïque. Ce qui explique pourquoi le même matériau rarissime apparaît sur les deux rives de l’océan.
