Comment se Forment les Diamants ? Découvrez-le avec l’un des plus minents Scientifiques du GIA
Comment se forment les diamants ? La réponse révèle que les diamants ont une histoire géologique extraordinaire, sans équivalent parmi les autres matériaux présents sur Terre. Un mythe très répandu concernant la formation des diamants naturels veut qu’ils proviennent de charbon enfoui, comprimé sous haute pression, ce qui est tout à fait faux. La véritable histoire est bien plus passionnante. Les scientifiques continuent de percer les mystères de leur formation et de ce qu’ils peuvent nous apprendre sur le fonctionnement interne de notre planète.
Rencontre avec l’Expert
- Le Dr Evan M. Smith est chercheur scientifique senior au GIA ; ses travaux jouent un rôle clé pour répondre à la question de la formation des diamants. Ses recherches portent principalement sur la géologie des diamants et le fonctionnement interne de la Terre.
- Le Dr Smith a publié des articles dans des revues scientifiques de premier plan telles que Science and Nature, et ses découvertes ont été relayées par la BBC, le Washington Post, NPR et d’autres grands médias.
- Il est titulaire d’une licence et d’un master en génie géologique de l’université Queen’s au Canada, ainsi que d’un doctorat en géologie de l’université de Colombie-Britannique.
- Le Dr Smith étudie les diamants au GIA depuis 2015.
Les diamants sont des pierres exotiques, car ils proviennent des profondeurs de la Terre. Les diamants que nous trouvons ont été transportés vers la surface terrestre par des éruptions magmatiques particulières, formant des roches appelées kimberlites et, parfois, lamproites. Ce magma remonte rapidement du manteau vers la surface, emportant parfois des diamants avec lui, tels des passagers clandestins.
Vous souhaitez en savoir plus sur la formation des diamants ? Poursuivez votre lecture pour découvrir leur remarquable parcours, des profondeurs de la Terre jusqu’à la surface.
Comment les Diamants se forment-ils dans les Profondeurs de la Terre ?
La plupart des diamants naturels — environ 98 % — proviennent d’une profondeur d’environ 150 à 200 kilomètres, à la base des parties les plus épaisses et les plus anciennes des continents. Certaines variétés rares de diamants naturels se forment à des profondeurs encore plus grandes, estimées à 800 kilomètres, voire davantage. Cette information à elle seule établit une distinction importante concernant les diamants. Presque tous les minéraux — y compris la plupart des pierres précieuses — auxquels nous pouvons accéder ou que nous pouvons extraire à la surface de la Terre se sont formés au sein de la croûte terrestre, à des profondeurs relativement faibles, inférieures à 30 à 50 kilomètres.
Les diamants resteraient emprisonnés dans le manteau sans les rares éruptions volcaniques qui les transportent vers la surface à travers des cheminées de kimberlite. Ces conduits géologiques profonds, en forme de carotte, font office d’ascenseurs express reliant le manteau à la surface. Ces éruptions violentes se produisent à une vitesse incroyable à l’échelle géologique, préservant ainsi les diamants avant qu’ils ne se transforment en graphite. Lorsque la kimberlite atteint la surface et se refroidit, elle forme les gisements primaires où les diamants naturels sont finalement découverts.
Comment les Scientifiques savent-ils où et comment se forment les diamants ?
Les scientifiques ont reconstitué la réponse à la question de la formation des diamants en étudiant de minuscules fragments minéraux, tels que des cristaux de cyanite, qui se retrouvent parfois piégés à l’intérieur des diamants lors de leur cristallisation. Ces matériaux piégés, ou inclusions, constituent un instantané physique du lieu de naissance d’un diamant naturel et permettent de déchiffrer les conditions géologiques de sa croissance.
Grâce à l’étude des diamants et de leurs inclusions, nous savons que la plupart des diamants se forment à partir de fluides riches en carbone présents dans le manteau, à mesure que ceux-ci migrent et s’écoulent à travers les fissures des roches. Au fur et à mesure que le fluide s’infiltre, des changements de pression, de température ou de composition peuvent entraîner la cristallisation du carbone, qui passe alors de l’état liquide à l’état solide sous forme de diamant. Si les inclusions permettent de mieux comprendre les processus de formation des diamants, elles permettent également de déterminer l’âge d’un diamant.
Les matériaux piégés, ou inclusions, constituent un instantané physique du lieu de formation d’un diamant naturel et peuvent être utilisés pour déchiffrer les conditions géologiques de la croissance du diamant
À quoi Ressemblent les Diamants lorsqu’ils se forment ?
Avant d’être taillés et polis, les diamants naturels se présentent sous la forme de cristaux discrets, dotés d’un éclat vitreux et parfois d’une légère teinte. La plupart des diamants bruts se forment sous forme de cristaux, dont la forme est déterminée par la structure atomique des atomes de carbone disposés en réseau cubique. La forme cristalline naturelle la plus courante est l’octaèdre — deux pyramides réunies à la base —, bien que les diamants bruts puissent également se présenter sous forme de cubes, de dodécaèdres (figures à douze faces courbes) ou de formes plus irrégulières, selon les conditions de croissance.
Certains cristaux présentent des signes de résorption, avec des arêtes adoucies ou des surfaces érodées qui témoignent des environnements extrêmes qu’ils ont traversés. Ces caractéristiques fournissent des indices sur leur remarquable périple depuis les profondeurs de la Terre.
Quel âge ont les Diamants — et peut-on vraiment les Dater ?
Est-il donc possible de remonter à l’époque où un diamant naturel particulier s’est formé ? Oui ! La datation est possible car les isotopes radioactifs naturels présents dans certaines inclusions agissent comme une horloge interne. Bien que ce type d’analyse soit destructif et ne soit possible qu’avec des types spécifiques d’inclusions, il a permis de répondre non seulement à la question de savoir comment les diamants se forment, mais aussi à celle de savoir quand ils se sont formés.
Des études menées sur des formations de diamants provenant de nombreux gisements à travers le monde ont révélé un résultat incroyable : de nombreux diamants ont plus d’un milliard d’années. Les âges mesurés vont de 3,5 milliards d’années à seulement 90 millions d’années (!). Pour mettre cela en perspective, la Terre a 4,56 milliards d’années et l’extinction massive qui a anéanti les dinosaures s’est produite il y a 65 millions d’années. Il va sans dire que les diamants naturels se forment sur une très longue échelle de temps géologique.
Qu’est-ce qui déclenche la Formation des Diamants ? Le rôle des Plaques Tectoniques et de la Chimie des Profondeurs Terrestres
Outre leur origine dans le manteau profond et leur âge allant de plusieurs millions à plusieurs milliards d’années, les scientifiques ont découvert que la formation des diamants naturels n’est pas un phénomène aléatoire ou isolé. En effet, la recherche d’une réponse à la question « comment se forment les diamants ? » a conduit les chercheurs à mettre au jour des liens entre la croissance des diamants et des processus géologiques à grande échelle. Par exemple, la surface de la Terre est divisée en gigantesques plaques tectoniques et, lorsqu’une de ces plaques se plie et s’enfonce dans le manteau au cours d’un processus appelé subduction, elle peut finir par fournir les éléments nécessaires au déclenchement de la croissance des diamants.
Même à des profondeurs supérieures à 660 kilomètres, qui marquent la limite supérieure du manteau inférieur, certains diamants contiennent des éléments qui ont été entraînés dans le manteau par des plaques en subduction. On estime que les diamants bleus contenant du bore (de type IIb) renferment du bore et des traces d’eau provenant de plaques tectoniques profondément subduites, comme illustré ci-dessus. Ces découvertes aident les scientifiques à comprendre non seulement comment se forment les diamants, mais aussi comment les processus souterrains influencent leur composition. Les recherches en cours sur ce type de diamants apportent un éclairage sur des processus à grande échelle, tels que les niveaux les plus profonds des cycles de l’eau et du carbone, et sur leur évolution sur des milliards d’années.
Comment se forment les Diamants : Faits Essentiels
- Les diamants se forment dans les profondeurs du manteau terrestre, généralement entre 150 et 200 km sous la surface de la Terre
- Certains diamants rares proviennent de profondeurs pouvant atteindre 800 km, bien en dessous de la croûte terrestre
- De nombreux diamants naturels ont plus d’un milliard d’années, certains remontant même à 3,5 milliards d’années
- Les diamants sont constitués de carbone cristallisé organisé en un réseau atomique cubique
- Ils se forment à partir de fluides riches en carbone circulant dans les fissures des roches du manteau
- Les diamants remontent à la surface lors d’éruptions de kimberlite et de lamproite
- La plupart des diamants bruts forment des cristaux octaédriques avant d’être taillés et polis
- Les inclusions minérales font office de « capsules temporelles » géologiques, aidant les scientifiques à dater les diamants
- La formation des diamants est liée au mouvement des plaques tectoniques et à la chimie des profondeurs de la Terre
- Certains diamants bleus contiennent des éléments provenant d’anciennes croûtes océaniques subductées, révélant ainsi des indices sur le cycle de l’eau dans les profondeurs de la Terre
Pour en savoir plus sur la formation des diamants, consultez l’article de
Gems &Gemology intitulé
Recent Advances in Understanding the Geology of Diamonds
