Les anciens diamants très profonds du Brésil et d’Afrique de l’Ouest, formés il y a entre 650 et 450 millions d’années sous le supercontinent Gondwana, ont offert de nouvelles perspectives sur la formation, la stabilisation et le mouvement des supercontinents. Étudiés par une équipe internationale, ces diamants constituent des enregistrements durables des cycles des supercontinents terrestres. Leur analyse a révélé des processus géologiques jusqu’alors inconnus et a mis en évidence le rôle essentiel des diamants dans la croissance de supercontinents comme le Gondwana.
Les diamants très profonds formés il y a entre 650 et 450 millions d’années montrent comment les continents se sont développés et déplacés.
L’analyse d’anciens diamants très profonds extraits de mines du Brésil et d’Afrique de l’Ouest a dévoilé des mécanismes jusqu’alors inconnus derrière l’évolution et le mouvement des continents au début de l’évolution de la vie complexe sur Terre.
Ces diamants, formés il y a entre 650 et 450 millions d’années sur la base du supercontinent Gondwana, ont été analysés par une équipe internationale d’experts et ont montré comment des supercontinents comme le Gondwana se sont formés, stabilisés et comment ils se déplacent sur la planète.
Des informations précieuses sur les diamants
« Les diamants ultra-profonds sont extrêmement rares et nous savons maintenant qu’ils peuvent nous en dire beaucoup sur l’ensemble du processus de formation des continents », explique le Dr Karen Smit de la Wits School of Geosciences, qui a participé à l’étude. « Nous voulions dater ces diamants pour essayer de comprendre comment les premiers continents se sont formés. »
Dr Karen Smit dans le nouveau laboratoire d’isotopes de la School of Geosciences de l’Université Wits. Crédit : Université Wits
Formés il y a des millions, voire des milliards d’années, les diamants peuvent éclairer les parties les plus sombres et les plus anciennes du manteau terrestre. Les continents dérivent à la surface de la Terre, créant des « supercontinents » et les détruisant. Collectivement, ces migrations sont connues sous le nom de « cycle du supercontinent » et les diamants sont l’un des rares minéraux suffisamment solides pour survivre et enregistrer ces anciens cycles de création et de destruction.
Aperçus tectoniques profonds
Les supercontinents peuvent concentrer la subduction profonde des plaques océaniques – le moteur de la tectonique des plaques – dans des régions très spécifiques. De tels processus géologiques profonds, en particulier dans le passé, ont été très difficiles à étudier directement car la croûte océanique est jeune et la croûte continentale n’offre qu’une vision limitée des rouages profonds de la Terre. Les vieux diamants offrent une fenêtre directe sur le moteur tectonique des plaques profondes et sur son lien potentiel avec le cycle du supercontinent.
En datant les minuscules inclusions de silicates et de sulfures à l’intérieur des diamants, l’équipe dirigée par le Dr Suzette Timmerman du Université de Berne, Suisse, a daté les diamants qui se sont formés entre 300 et 700 km de profondeur sous la base du Gondwana. L’objectif était de retracer comment les matériaux étaient ajoutés à la quille du supercontinent. Ce faisant, l’équipe a reconnu un processus géologique jusqu’alors inconnu. La recherche a été récemment publiée dans la revue Nature.
« Les analyses géochimiques et la datation des inclusions dans les diamants, combinées aux modèles tectoniques des plaques existants de migration des continents, ont montré que les diamants se sont formés à de grandes profondeurs sous le Gondwana lorsque le supercontinent recouvrait le pôle Sud, il y a entre 650 et 450 millions d’années », explique Smit. .
Le rôle des diamants dans la croissance du supercontinent
Les roches hôtes des diamants sont devenues flottantes pendant la formation du diamant, transportant le matériau du manteau subduit ainsi que les diamants. Ce matériau a été ajouté à la base de la racine du Gondwana, essentiellement pour « faire croître » le supercontinent par le bas.
« Il y a environ 120 millions d’années, le Gondwana a commencé à se briser pour former les océans actuels comme l’Atlantique. Il y a 90 millions d’années, les diamants, contenant de minuscules inclusions piégées dans la roche hôte, ont été ramenés à la surface de la Terre lors de violentes éruptions volcaniques.
Les diamants contenant des inclusions microscopiques de silicates et de sulfures ont révélé de nouveaux processus de formation et de stabilisation des continents, permettant l’évolution précoce de la vie sur Terre. Crédit : Université Wits
Les emplacements actuels de ces éruptions volcaniques se trouvent sur les fragments continentaux du Brésil et de l’Afrique de l’Ouest, deux des composantes clés du Gondwana. Ainsi, les diamants ont dû migrer avec différentes parties de l’ancien supercontinent au fur et à mesure de leur dispersion, « collés » à leur base.
« Cette histoire complexe des diamants montre qu’ils ont remarquablement voyagé, à la fois verticalement et horizontalement, à l’intérieur de la Terre – retraçant à la fois la formation du supercontinent et les dernières étapes de son évolution. L’accrétion de matériaux relativement jeunes sur les racines des continents épaissit et soude ces anciens fragments continentaux, indiquant un nouveau mode potentiel de croissance des continents.
Recherche et développement ultérieurs
Smit a effectué les analyses isotopiques des inclusions de sulfures au Institution Carnegie pour la science. Smit est maintenant basée à l’Université du Witwatersrand où elle fait partie d’une équipe développant un nouveau laboratoire d’isotopes et de nouvelles méthodologies afin que les analyses d’inclusions de diamants puissent à terme être effectuées à Wits.
« Nous avons installé l’équipement nécessaire en 2022 et nous nous efforçons de rassembler les compétences et les équipements hautement spécialisés afin de pouvoir réaliser ce type de travail du diamant en Afrique du Sud, où auparavant il ne pouvait être réalisé qu’à l’étranger », explique Smit.
« Nous avons besoin de ce type de recherche pour comprendre comment les continents évoluent et se déplacent. Sans continents, il n’y aurait pas de vie. Cette recherche nous donne un aperçu de la façon dont les continents se forment, et elle est liée à l’évolution de la vie et à ce qui différencie notre planète, la Terre, des autres planètes.
