Des fontaines de diamants éclatent alors que les supercontinents se brisent

Des chercheurs ont découvert un motif selon lequel des diamants jaillissent des profondeurs de la surface de la Terre lors d'énormes éruptions volcaniques explosives.

La fragmentation des supercontinents peut déclencher des éruptions explosives qui projettent des fontaines de diamants vers la surface de la Terre.

Les diamants se forment au plus profond de la croûte terrestre, à environ 150 kilomètres de profondeur. Elles remontent très rapidement à la surface lors d'éruptions appelées kimberlites. Ces kimberlites se déplacent entre 11 et 83 mph (18 à 133 km/h), et certaines éruptions pourraient avoir créé des explosions de gaz et de poussière semblables au Vésuve, a déclaré Thomas Gernon, professeur de sciences de la Terre et du climat à l'Université de Southampton. En Angleterre.

Les chercheurs ont remarqué que les kimberlites se produisent le plus souvent à des moments où les plaques tectoniques se réorganisent de manière importante, a déclaré Gernon, comme lors de la dislocation du supercontinent Pangée. Curieusement, cependant, les kimberlites éclatent souvent au milieu des continents, et non aux bords des débâcles – et cette croûte intérieure est épaisse, dure et difficile à briser.

"Les diamants se trouvent à la base des continents depuis des centaines de millions, voire des milliards d'années", a déclaré Gernon. "Il doit y avoir un stimulus qui les pousse soudainement, parce que ces éruptions elles-mêmes sont vraiment puissantes, vraiment explosives."

Gernon et ses collègues ont commencé par rechercher des corrélations entre les âges des kimberlites et le degré de fragmentation des plaques se produisant à ces époques. Ils ont découvert qu'au cours des 500 derniers millions d'années, les plaques commençaient à se séparer, puis 22 à 30 millions d'années plus tard, les éruptions de kimberlite culminaient. (Ce schéma s'est également maintenu au cours du dernier milliard d'années, mais avec plus d'incertitude étant donné les difficultés de retracer des cycles géologiques aussi lointains.)

Par exemple, les chercheurs ont découvert que les éruptions de kimberlite ont commencé dans ce qui est aujourd’hui l’Afrique et l’Amérique du Sud environ 25 millions d’années après la dislocation du supercontinent sud du Gondwana, il y a environ 180 millions d’années. L'Amérique du Nord actuelle a également connu une augmentation des kimberlites après le début de la division de la Pangée, il y a environ 250 millions d'années. Il est intéressant de noter que ces éruptions de kimberlite semblaient commencer aux bords des failles, puis se diriger progressivement vers le centre des masses continentales.

Pour comprendre ce qui était à l’origine de ces schémas, les chercheurs ont utilisé plusieurs modèles informatiques de la croûte profonde et du manteau supérieur. Ils ont découvert que lorsque les plaques tectoniques se séparent, la base de la croûte continentale s’amincit – tout comme la croûte supérieure s’étire et forme des vallées. Les roches chaudes s'élèvent, entrent en contact avec cette frontière désormais perturbée, se refroidissent et s'enfoncent à nouveau, créant des zones locales de circulation.

Ces régions instables peuvent déclencher l’instabilité dans les régions voisines, migrant progressivement sur des milliers de kilomètres vers le centre du continent. Cette découverte correspond au schéma réel observé avec les éruptions de kimberlite commençant près des zones de rift et se déplaçant ensuite vers l'intérieur des continents, ont rapporté les chercheurs le 26 juillet dans la revue Nature.

Mais comment ces instabilités provoquent-elles des éruptions explosives provenant des profondeurs de la croûte ? Tout dépend du mélange des bons matériaux, a déclaré Gernon. Les instabilités sont suffisantes pour permettre aux roches du manteau supérieur et de la croûte inférieure de s'écouler les unes contre les autres.

Cela rassemble des roches contenant beaucoup d’eau et de dioxyde de carbone, ainsi que de nombreux minéraux kimberlitiques clés, y compris des diamants. Le résultat est comme secouer une bouteille de champagne, a déclaré Gernon : des éruptions avec beaucoup de potentiel explosif et de flottabilité pour les pousser à la surface.

Les résultats pourraient être utiles dans la recherche de gisements de diamants non découverts, a déclaré Gernon. Ils pourraient également aider à expliquer pourquoi d’autres types d’éruptions volcaniques se produisent parfois longtemps après la rupture d’un supercontinent dans des régions qui devraient être largement stables.

"Il s'agit d'un processus physique fondamental et hautement organisé", a déclaré Gernon, "il est donc probable que ce ne soient pas seulement les kimberlites qui y réagissent, mais tout un ensemble de processus du système terrestre qui y répondent également."