In una miniera del Botswana, in Africa, è stato trovato un nuovo minerale incastonato in un diamante: la davemaoite. Dal nome potrebbe sembrare una scoperta di utilità puramente accademica, ma questi piccoli cristalli – osservati qui per la prima volta in natura all'interno di un diamante – sono probabilmente tra i principali responsabili del calore interno del nostro pianeta. Ma andiamo con ordine, e guardiamo passo passo cosa racconta l'articolo scientifico in merito, pubblicato sulla rivista Science l'11 novembre 2021.

Cos'è la Davemaoite?

La davemaoite – così chiamata in onore del geofisico Ho-kwang Dave Mao – è un minerale con formula chimica CaSiO3, quindi un silicato di calcio. Qui da noi, in superficie, esiste già un minerale con questa composizione (la wollastonite) ma la particolarità della davemaoite è la sua struttura. Secondo i ricercatori, infatti, per ottenerla sono necessarie altissime pressioni e temperature: per questo motivo si ritiene che la sua origine sia da rintracciare ad una profondità di circa 660 km!

Questo minerale appartiene alle perovskiti, una famiglia di minerali che si sviluppano nel mantello e la cui composizione può essere variabile a seconda delle condizioni di pressione e temperatura alle quali si formano. Nel caso di questa CaSiO3 perovskite, come abbiamo visto, si parla di una formazione all'interno del mantello inferiore: trattandosi di profondità estremamente elevate, non erano mai stati osservati prima campioni di questo minerale e si era solo ipotizzata la sua presenza basandosi su calcoli teorici.

Come ha fatto il minerale ad arrivare in superficie?

Quando un minerale si forma in profondità all'interno della Terra, è piuttosto difficile che questo si mantenga inalterato nel suo viaggio fino alla superficie terrestre, poiché esso si modifica in struttura e composizione, tanto da perdere le sue originali proprietà. In questo fortunato caso, però, cristalli grandi qualche millesimo di millimetro di davemaoite sono stati racchiusi in un diamante che, come uno scudo, li ha protetti ed isolati fino ad oggi. Più nel dettaglio, il diamante è stato estratto circa trent'anni fa da una miniera del Botswana e, passando di mano in mano a diversi proprietari, è finito tra le braccia di Oliver Tschauner, il geochimico che ha condotto lo studio.

struttura Terra
in foto: Struttura interna della Terra (Credit: NASA)

L'importanza della scoperta della davemaoite

Al di là del minerale in sé, la cui esistenza non era mai stata confermata fino a poco fa, la vera scoperta sta nei risultati delle analisi effettuate tramite diffrazione a raggi X. I risultati hanno permesso di osservare come nel minerale siano presenti tracce di torio, uranio e potassio. Questi elementi sono incompatibili nel mantello superiore (cioè, per dirla in modo semplice, non sono chimicamente affini con le rocce presenti lì) e la loro importanza è legata alla generazione di calore all'interno del nostro pianeta. In che senso "generazione del calore"??
Alcuni elementi, tra i quali proprio potassio, torio e uranio, decadono nel tempo, producendo calore. È proprio per questo motivo che sul nostro pianeta possiamo osservare un gradiente geotermico, cioè un'aumento della temperatura all'aumentare della profondità!

La presenza di questi elementi all'interno della davemaoite, quindi, ci fornisce alcuni interessanti spunti di riflessione. Secondo i ricercatori infatti questo minerale potrebbe sia spiegare come si muove il calore negli strati più profondi del pianeta, sia spiegare la risalita di questo calore verso la superficie, fornendo utili indizi per comprendere più nel dettaglio la tettonica delle placche, ad esempio.

La ciliegina sulla torta? La scoperta eccezionale non solo ha portato alla luce un nuovo minerale, ma ci ha fornito informazioni sulla genesi dei diamanti, che solitamente avviene entro i 250 km di profondità. Se siete curiosi di diamanti, in questo articolo parliamo del terzo diamante più grande del mondo, trovato anch'esso in Botswana.

Bibliografia
Tschauner, Oliver, et al. "Discovery of davemaoite, CaSiO3-perovskite, as a mineral from the lower mantle." Science374.6569 (2021): 891-894.

Articolo a cura di
Redazione