Trovati 19 diamanti in Siberia che rivelano com’era la crosta oceanica oltre 2,5 miliardi di anni fa

I diamanti non sono soltanto le gemme più dure e preziose del pianeta: per i geologi rappresentano anche straordinari archivi della Terra profonda. Formatisi a centinaia di chilometri di profondità, in condizioni di pressione e temperatura estreme, questi cristalli possono racchiudere al loro interno frammenti microscopici dei minerali presenti nell'ambiente in cui si sono originati.

A svelare nuove informazioni sulla Terra primordiale è uno studio pubblicato sulla rivista Science Advances, coordinato dal Dipartimento di Scienze della Terra della Sapienza Università di Roma, in collaborazione con un gruppo internazionale di ricercatori provenienti da Germania, Belgio, Cina e Russia. Esaminando 19 diamanti provenienti dai camini kimberlitici della Yakutia, in Siberia, la ricerca ha permesso di ricostruire alcune caratteristiche dell'antica crosta oceanica risalente all'Eone Archeano, oltre 2,5 miliardi di anni fa.

I diamanti conservano le tracce di antichi fondali oceanici

Oggi gran parte della crosta oceanica ha meno di 200 milioni di anni. Questo accade perché i fondali marini si rinnovano continuamente: si formano lungo le dorsali oceaniche e vengono progressivamente riassorbiti nel mantello terrestre mediante il processo di subduzione. Esistono alcune eccezioni, ma come possiamo ricostruire le caratteristiche dei fondali oceanici dell'Eone Archeano, oltre 2,5 miliardi di anni fa? La risposta si trova nei cosiddetti diamanti eclogitici. Quando l'antica crosta oceanica è sprofondata nel mantello, le enormi pressioni e temperature hanno trasformato le sue rocce basaltiche in eclogiti. I diamanti formatisi in associazione a queste rocce hanno inglobato al loro interno minuscoli cristalli dei minerali circostanti, preservandone le caratteristiche chimiche.

Spiega il professor Vincenzo Stagno, coordinatore dello studio:

Questi diamanti funzionano come vere e proprie capsule del tempo, proteggendo minerali di grandissima rilevanza. Hanno registrato e tramandato la chimica di un mantello che oggi non esiste più, la cui composizione è stato ora svelata. Questo straordinario risultato è stato possibile solo grazie a un gruppo internazionale che ha messo insieme campioni unici, competenze analitiche e strumenti di grandi infrastrutture di ricerca.

Mentre le rocce trasportate in superficie dal mantello possono aver subito profonde alterazioni nel corso delle ere geologiche, a causa dell'interazione con i fluidi circostanti, i minerali rimasti intrappolati nei diamanti sono stati protetti da queste trasformazioni, conservando preziose informazioni sulla loro composizione originaria. Particolarmente significativo è il ritrovamento di un diamante ancora fisicamente unito alla sua roccia madre, che ha permesso ai ricercatori di confrontare direttamente i minerali custoditi nel cristallo con quelli della roccia circostante, alterata nel corso del tempo.

Il verdetto della chimica: un mantello povero di ossigeno

Mediante sofisticate analisi chimiche e spettroscopiche, il team di ricerca ha esaminato lo stato di ossidazione degli elementi presenti nelle inclusioni minerali, misurando in particolare il rapporto tra ferro ossidato e ferro totale e utilizzando il vanadio come indicatore delle condizioni chimiche originarie. I risultati indicano che i diamanti analizzati si sono formati a profondità comprese tra 180 e 280 chilometri, con temperature stimate tra 1.030 e 1.540 °C. Per la maggior parte dei campioni, le condizioni ricostruite sono compatibili con una formazione a partire da fluidi ricchi di acqua e carbonati. La scoperta più significativa riguarda però lo stato di ossidazione del mantello terrestre, detto anche stato redox. Le analisi suggeriscono infatti che la regione del mantello archeano da cui si è originata l'antica crosta oceanica fosse significativamente meno ossidata rispetto al mantello attuale. Di conseguenza, anche le rocce basaltiche che costituivano quella porzione di crosta oceanica presentavano caratteristiche chimiche e condizioni di ossidazione differenti rispetto ai basalti che oggi si formano lungo le dorsali oceaniche.

Perché la scoperta è importante

Ricostruire lo stato di ossidazione del mantello e della crosta oceanica di oltre 2,5 miliardi di anni fa non è una semplice curiosità geologica. Le condizioni chimiche delle rocce profonde influenzano infatti i processi di formazione dei magmi e la composizione dei gas rilasciati nell'atmosfera durante le eruzioni vulcaniche. La scoperta di una regione del mantello archeano meno ossidata rispetto a quello attuale offre quindi nuovi elementi per comprendere il ciclo profondo del carbonio e l'evoluzione dell'atmosfera primordiale, contribuendo a ricostruire i processi geologici e chimici che, nel corso di miliardi di anni, hanno influenzato le condizioni di abitabilità del nostro pianeta.

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