À l’aide d’un ordinateur portable standard et d’un morceau de roche apparemment insignifiant, extrait des matériaux abandonnés d’une mine de diamants, deux chercheurs de QUT ont réussi à résoudre une énigme géologique de longue date concernant la formation de diamants dans les anciennes racines continentales de la terre. .
Les résultats de la recherche, rédigés par le doctorant de QUT Carl Walsh, le professeur de QUT Balz Kamber et Emma Tomlinson du Trinity College, en Irlande, ont été publiés dans la prestigieuse revue universitaire Nature.
Dans le cadre de ses recherches de maîtrise, M. Walsh a utilisé des techniques de modélisation informatique pour analyser un échantillon de roche provenant du continent africain, qui a été extrait du fond de la lithosphère – la couche externe de la Terre située entre 30 km et 250 km sous la surface. M. Walsh a en outre expliqué que l’aspect le plus significatif d’un continent n’était pas visible à l’œil nu.
“Si vous pensez à un iceberg – la partie visible – si vous aviez juste un iceberg flottant à la surface de l’océan, il basculerait comme un bateau. C’est comme la quille d’un iceberg », a-t-il ajouté.
«Nous avions essentiellement une composition de départ connue d’une roche, qui est représentative du manteau terrestre à un moment précoce de l’histoire de la Terre avant que tous les continents ne soient formés.
«Nous avons pris cette composition de départ et modélisé ce qui lui arriverait si elle était progressivement fondue, et ce qui resterait. Et ce matériau est ce qui forme l’essentiel des racines des anciens continents qui existent encore aujourd’hui.
L’objectif de cette recherche, selon le professeur Kamber de la Faculté des sciences de QUT, École des sciences de la Terre et de l’atmosphère, était d’utiliser un modèle informatique pour étudier les mécanismes qui ont conduit à la création de ces racines souterraines.
« Le modèle prédit essentiellement quels minéraux et quels magmas seront présents lorsque vous modifierez la température du manteau. C’est donc un outil prédictif que vous pouvez comparer avec la composition réelle des minéraux et des roches », a ajouté le professeur Kamber.
Le fragment de roche utilisé pour la simulation informatique avancée a été excavé entre 1871 et 1914, puis déposé dans la « pile de déchets » de la mine de diamants de Kimberley, connue sous le nom de « The Big Hole », située à Kimberley, Northern Cape, Afrique du Sud. Le spécimen soumis à la simulation, de la harzburgite à grenat, a été extrait d’une cheminée de kimberlite et procuré par le professeur Kamber, expert en pétrologie, qui s’occupe de l’étude des roches et des conditions dans lesquelles elles se forment. Il a soigneusement décomposé la roche en une taille plus petite qui pouvait être facilement transportée.
“Il contient un fouillis de minéraux qui ont été entraînés en montant alors qu’ils déchiraient la base de tout le continent lors d’une éruption volcanique supersonique – comme nous n’en avons jamais vu”, a ajouté le professeur Kamber.
“Les minéraux de cet échantillon de roche sont si gravement endommagés qu’ils hurlent encore aujourd’hui, ils ont été complètement détruits.
“C’est tellement excitant de voir cela préservé, c’est extrêmement vieux – 3,3 milliards d’années. Probablement le plus vieux rocher que la plupart des gens tiendront jamais entre leurs mains.
Selon M. Walsh, la recherche a résolu avec succès le casse-tête de la formation des diamants et des températures correspondantes requises pour ce processus, car les diamants peuvent se transformer en graphite s’ils sont soumis à une chaleur excessive.
« Mais pourtant, quand on regarde les roches qui contiennent des diamants, elles doivent avoir été chauffées à des températures massives.
“Alors pourquoi est-ce que ce sont exactement ces roches qui ont connu les températures les plus élevées qui ont fini par avoir des diamants?”
La recherche menée par eux présente un défi à l’explication répandue du processus en deux étapes au niveau de la surface de « fusion et empilement ».
“Auparavant, on croyait que la plupart des anciennes racines profondes des continents auraient été l’hôte de diamants, et que ces diamants ont été détruits au fil du temps, car la base du continent est continuellement envahie et érodée par des matières fondues et des fluides volatils riches”, Walsh a ajouté.
“Notre travail suggère qu’en fait ce n’est peut-être pas le cas, que les diamants sont rares aujourd’hui – et ont en fait toujours été rares.”
“Et c’est parce que nous pouvons pour la première fois savoir ce qui manque au berceau du diamant et nous pouvons aller le chercher à la surface.”
Selon la déclaration du professeur Kamber, la distribution actuelle de la chaleur et de la température dans le manteau terrestre n’est pas uniforme.
« Nous avons des zones où la température du manteau est relativement uniforme et des zones où le manteau est beaucoup plus chaud. Ceux-ci sont connus sous le nom de panaches du manteau. Et nous en avons des expressions à Hawaï et en Islande.
“Ce que nous étudions, c’est l’effet des panaches anciens – lorsque des panaches beaucoup plus chauds que ceux que nous avons actuellement auraient touché la base d’un continent en croissance.”
M. Walsh s’est maintenant rendu à Canberra pour reproduire des roches comparables dans le laboratoire de l’École de recherche des sciences de la Terre de l’Université nationale australienne.
Source : 10.1038/s41586-022-05665-2
Crédit d’image: Getty
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