In breve
- I diamanti super-profondi si formano a centinaia di chilometri sotto la superficie terrestre, nella zona di transizione e nel mantello inferiore.
- Le loro inclusioni permettono di studiare direttamente porzioni del mantello che non possiamo raggiungere con le tecnologie attuali.
- Al loro interno sono stati identificati minerali rarissimi, come la davemaoite, precedentemente osservata soltanto in laboratorio.
- Alcune inclusioni suggeriscono inoltre che l’acqua possa essere trasportata dalla superficie verso le profondità della Terra attraverso la subduzione delle placche.
Diamanti nati nelle profondità della Terra
Il mantello terrestre rappresenta oltre l’80% del volume del nostro pianeta, ma le sue regioni più profonde sono ancora inaccessibili. Il mantello inferiore, che si estende da circa 660 fino a 2.900 chilometri di profondità, viene quindi studiato soprattutto attraverso modelli teorici, esperimenti ad alta pressione, simulazioni e dati geofisici.
Una preziosa eccezione è rappresentata dai diamanti super-profondi, o sub-litosferici.
A differenza della maggior parte dei diamanti, che si formano nella litosfera a circa 150-200 chilometri di profondità, queste rarissime gemme possono originarsi nella zona di transizione, tra circa 410 e 660 chilometri, oppure ancora più in profondità, nel mantello inferiore. Durante la loro formazione, le condizioni estreme di pressione e temperatura permettono ai diamanti di inglobare microscopiche porzioni dei minerali circostanti.
Le inclusioni diventano capsule geologiche
Il particolare reticolo cristallino del diamante può proteggere queste inclusioni durante la risalita verso la superficie, impedendo che si trasformino o si decompongano quando pressione e temperatura diminuiscono. I diamanti vengono trasportati verso l’alto da eruzioni vulcaniche associate a magmi kimberlitici, gli stessi che possono dare origine ai giacimenti diamantiferi.
In questo modo, minuscoli frammenti di materiale proveniente dalle profondità terrestri arrivano fino ai laboratori scientifici praticamente intatti. È proprio grazie a queste “capsule geologiche del tempo” che è stato possibile identificare minerali che, prima di allora, erano stati osservati soltanto attraverso esperimenti di laboratorio.
La scoperta della davemaoite
Uno degli esempi più importanti è la davemaoite, identificata nel 2021 all’interno di un diamante dal team del mineralogista Oliver Tschauner dell’Università del Nevada a Las Vegas. Si tratta di una forma ad alta pressione del silicato di calcio (CaSiO₃), la cui struttura è instabile in condizioni superficiali.
La scoperta della davemaoite allo stato naturale ha fornito nuove informazioni sulla composizione del mantello inferiore. Il minerale può infatti incorporare elementi come potassio, uranio e torio e, secondo lo studio citato nella fonte, la sua presenza può contribuire al bilancio termico delle regioni più profonde del mantello.
Cosa ci raccontano sull’acqua nella Terra profonda
Le inclusioni presenti nei diamanti super-profondi hanno permesso di individuare anche altre fasi minerali stabili ad altissima pressione, tra cui la bridgmanite, e persino minuscole quantità di acqua sotto forma di ghiaccio VII, una particolare struttura cristallina che si forma soltanto a pressioni molto elevate.
Queste osservazioni forniscono indizi sul modo in cui l’acqua presente sulla superficie può essere trasportata verso l’interno della Terra attraverso la subduzione delle placche oceaniche. Lo studio dei diamanti suggerisce quindi che lo scambio di materia tra superficie e profondità del pianeta sia un processo continuo e più complesso di quanto si potesse ricostruire attraverso i soli modelli.
Una finestra su un mondo irraggiungibile
Oggi le tecniche basate su laser e raggi X permettono di analizzare inclusioni sempre più piccole, offrendo nuove informazioni sulla composizione chimica e sulle condizioni fisiche del mantello.
I diamanti super-profondi rappresentano così una sorta di finestra naturale sulle regioni più remote del nostro pianeta: minuscoli campioni che consentono di comprendere meglio come materiali ed elementi vengano distribuiti nelle profondità terrestri e come siano collegati ai processi che avvengono in superficie.
