Le minéralogiste de l’UNLV, Oliver Tschauner, et ses collègues ont découvert un nouveau minéral qui a été transporté à la surface de la Terre dans un diamant (photo ici). Crédit : Aaron Celestian, Musée d’histoire naturelle du comté de Los Angeles
Pour la première fois, une pérovskite de silicate de calcium à haute pression (CaSiO3) a été identifié comme un minéral naturel du manteau inférieur de la Terre, rapportent les chercheurs.
Le composé cristallin nouvellement découvert, nommé davemaoite par les auteurs, a été trouvé piégé en tant qu’inclusion à l’intérieur d’un diamant de la terre profonde, qui s’est formé à haute pression et température à plus de 660 kilomètres sous la surface de la Terre.
Davemaoite a été nommé en l’honneur de Ho-kwang (Dave) Mao – un éminent géophysicien expérimental des hautes pressions – et confirmé comme nouveau minéral par l’Association minéralogique internationale. Selon Oliver Tschauner et ses collègues, la pérovskite de silicate de calcium (CaSiO3) est l’un des minéraux les plus importants sur le plan géochimique du manteau inférieur, en grande partie parce qu’il concentre des éléments incompatibles dans le manteau supérieur, notamment des éléments des terres rares et des isotopes radioactifs qui contribuent de manière importante à la chaleur du manteau terrestre.
Bien que théorisé depuis des décennies, à ce jour, personne n’a jamais réussi à récupérer un silicate de phase à haute pression du manteau inférieur de la Terre, en grande partie parce qu’il ne peut pas conserver sa structure minéralogique après avoir été retiré d’un environnement à haute pression et haute température. Le seul autre minéral de silicate en phase à haute pression confirmé dans la nature, la bridgmanite, a été trouvé à l’intérieur d’une météorite fortement choquée.
Dans cette étude, Tshauner et al. identifié et caractérisé l’inclusion de davemaoïte dans le diamant de la terre profonde en utilisant la diffraction des rayons X synchrotron. Ils montrent sa capacité à héberger une grande variété d’éléments dans sa structure, notamment le potassium, le thorium et l’uranium, trois des principaux éléments producteurs de chaleur. Les résultats soutiennent l’existence d’une hétérogénéité de composition au sein du manteau inférieur et, étant donné l’abondance globale du minéral, suggèrent que la davemaoïte influence probablement la génération de chaleur dans le manteau profond.
« L’œuvre de Tschauner et al. inspire l’espoir dans la découverte d’autres phases de haute pression difficiles dans la nature, soit par une recherche minutieuse dans des diamants d’origine profonde ou dans des météorites très choquées », écrit Yingwei Fei dans une perspective connexe. “Un tel échantillonnage direct du manteau inférieur inaccessible comblerait notre manque de connaissances sur la composition chimique et l’hétérogénéité de l’ensemble du manteau de notre planète.”
Pour les journalistes intéressés par les tendances, plusieurs Science des publications présentant les travaux d’Oliver Tschauner et d’autres ont présenté des découvertes liées aux minéraux du manteau inférieur, y compris un Rapport de novembre 2014 qui décrit la découverte de « bridgemanite » dans une météorite choquée – le seul autre minéral à haute pression confirmé dans la nature.
Aussi un Rapport de mars 2018 par Tschauner et al. utilisé des diamants de la terre profonde pour découvrir des inclusions de glace-VII – une forme cristalline cubique de glace qui se forme lorsque l’eau aqueuse est piégée et soumise à une pression extrêmement élevée.
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir le tout premier minéral terrestre intérieur découvert dans la nature – il ne devrait pas être ici.
Référence : « Découverte de davemaoite, CaSiO3-perovskite, as a mineral from the lower mantle » par Oliver Tschauner, Shichun Huang, Shuying Yang, Munir Humayun, Wenjun Liu, Stephanie N Gilbert Corder, Hans A. Bechtel, Jon Tischler et George R. Rossman, 11 novembre 2021, Science.
DOI : 10.1126/science.abl8568
