Un minéral insaisissable, prédit il y a plusieurs décennies, a été observé pour la première fois

Des chercheurs ont récemment observé un minéral inédit. Piégé à l’intérieur d’un diamant, celui-ci possède une structure cristalline ne se formant que sous haute pression et à haute température, dans le manteau terrestre.

La première preuve directe de l’existence de la davemaoite

Nommé davemaoite en l’honneur du géophysicien Ho-kwang (Dave) Mao, le minéral est le premier exemple de pérovskite de silicate de calcium (CaSiO3) à haute pression trouvé sur Terre. Si les chercheurs s’attendaient depuis longtemps à ce qu’un tel minéral soit abondant dans le manteau terrestre (couche principalement solide piégée entre le noyau externe et la croûte), ceux-ci n’avaient jusqu’à présent jamais trouvé de preuve directe de son existence, car il se décompose en d’autres minéraux lorsqu’il se déplace vers la surface et que la pression diminue.

Cette découverte, détaillée dans la revue Science, est intervenue lors de l’analyse d’un diamant du Botswana, s’étant formé dans le manteau à environ 660 kilomètres de profondeur. Oliver Tschauner et ses collègues de l’université du Nevada ont identifié l’échantillon de davemaoite grâce à la diffraction des rayons X par synchrotron, concentrant un faisceau à haute énergie sur certains points du diamant avec une précision microscopique.

« En mesurant l’angle et l’intensité de la lumière réfléchie, nous pouvons déterminer les minéraux qu’il contient », explique Tschauner. « Le fragment de davemaoite ne mesurant que quelques micromètres, des techniques d’échantillonnage moins puissantes l’auraient manqué. »

La davemaoite jouerait un rôle géochimique important au sein du manteau terrestre. Selon les scientifiques, il est probable que ce minéral contienne d’autres éléments, notamment de l’uranium et du thorium, dégageant une quantité substantielle de chaleur par désintégration radioactive.

Des connaissances à étoffer

Si un autre minéral à haute pression censé se former dans le manteau avait été précédemment décrit, l’échantillon de bridgmanite ne provenait pas des entrailles de la Terre mais plutôt de l’intérieur d’une météorite. La découverte de la davemaoite confirme également que les diamants peuvent se former à des profondeurs plus importantes qu’on ne le pensait auparavant.

« Les travaux de Tschauner et de ses collaborateurs suscitent l’espoir de découvrir d’autres phases à haute pression sur Terre », a commenté Yingwei Fe, géophysicien à la Carnegie Institution for Science de Washington. « Un tel échantillonnage direct du manteau inférieur inaccessible comblerait notre manque de connaissances sur la composition chimique de l’ensemble du manteau de notre planète. »