La Terra ricicla il fondo dell'oceano in diamanti

I diamanti sul tuo dito sono molto probabilmente fatti di fondali marini riciclati e cucinati in profondità sotto la crosta terrestre.

Secondo una nuova ricerca, pubblicata su Science Advances, (1) condotta dai geoscienziati della Macquarie University a Sydney, in Australia, tracce di sale intrappolate in molti diamanti mostrano che le pietre sono formate da antichi fondali marini che sono stati sepolti in profondità sotto la crosta terrestre.

La maggior parte dei diamanti trovati sulla superficie terrestre sono formati in questo modo, altri sono creati dalla cristallizzazione di fondenti nel profondo del mantello terrestre.

Negli esperimenti che ricreano le pressioni estreme e le temperature trovate a 200 chilometri di profondità, il dottor Michael Förster, il professor Stephen Foley, il dottor Olivier Alard e i colleghi della Goethe Universität e Johannes Gutenberg Universität in Germania, hanno dimostrato che l'acqua marina nei sedimenti, dal fondo dell'oceano, reagisce nel modo giusto per produrre l'equilibrio di alcuni sali trovati nel diamante.

Lo studio pone una domanda di lunga data sulla formazione dei diamanti. A tal proposito il dottor Michael Förster asserisce: “c'era una teoria secondo cui i sali intrappolati all'interno dei diamanti provenivano dall'acqua di mare marina, ma non potevano essere testati. Le nostre ricerche hanno dimostrato che provenivano da sedimenti marini.”

I diamanti sono cristalli di carbonio che si formano sotto la crosta terrestre in parti molto antiche del mantello. Sono portati in superficie con le eruzioni vulcaniche tramite l'espulsione di un particolare tipo di magma chiamato kimberlite.

I diamanti da gemma sono solitamente fatti di carbonio puro. I cosiddetti diamanti fibrosi, che sono torbidi e meno attraenti per i gioiellieri, spesso includono piccole tracce di sodio, potassio e altri minerali che rivelano informazioni sull'ambiente in cui si sono formati. I diamanti fibrosi sono comunemente macinati e utilizzati in applicazioni tecniche come le punte da trapano.

I diamanti fibrosi crescono più rapidamente dei diamanti da gemma, il che significa che, nel corso della loro formazione, intrappolano attorno alla loro superficie minuscoli campioni di liquidi. “Sapevamo che una sorta di fluido salato doveva essere presente mentre i diamanti si formavano e ora abbiamo confermato che il sedimento marino si adatta al progetto”, ha affermato Michael Förster.

Affinché questo processo si verifichi, una grande lastra di fondo marino dovrebbe scivolare, piuttosto rapidamente, sotto della superficie a una profondità di oltre 200 chilometri. Questo processo è noto come subduzione (2) in cui una placca tettonica scorre sotto l'altra.

La rapida discesa è necessaria perché il sedimento deve essere compresso a più di quattro gigapascal (40.000 volte la pressione atmosferica) prima che inizi a fondersi con temperature superiori a 800°C trovate nel mantello antico.

Per testare l'idea, i membri del team della Johannes Gutenberg Universität Mainz e della Goethe Universität di Francoforte in Germania hanno effettuato una serie di esperimenti ad alta pressione e alta temperatura. Essi hanno posizionato campioni di sedimenti marini in una nave con una roccia chiamata peridotite, che è il tipo più comune di roccia trovata nella parte del mantello in cui si formano i diamanti. Poi hanno alzato la pressione e il calore, dando ai campioni il tempo di reagire l'un l'altro in condizioni come quelle che si trovano in diversi punti del mantello.

A pressioni comprese tra quattro e sei gigapascal e temperature tra 800°C e 1100°C, corrispondenti a profondità comprese tra 120 e 180 chilometri sotto la superficie, gli scienziati hanno trovato sali formati con un equilibrio di sodio e potassio che corrisponde strettamente alle piccole tracce trovate nei diamanti.

Il dottor Michael Förster spiega: “abbiamo dimostrato che i processi che portano alla crescita dei diamanti sono guidati dal riciclaggio dei sedimenti oceanici nelle zone di subduzione. I prodotti dei nostri esperimenti hanno anche portato alla formazione di minerali che sono ingredienti necessari per la formazione dei magmi di kimberlite, che trasportano i diamanti sulla superficie terrestre.”

Riferimenti:

(1) Melting of sediments in the deep mantle produces saline fluid inclusions in diamonds

(2) Subduzione

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Earth recycles ocean floor into diamonds