Come si presentava la Terra oltre 2,5 miliardi di anni fa, nel pieno dell’Eone Archeano? Per scoprirlo, gli scienziati hanno dovuto guardare dentro una vera e propria cassaforte naturale: i segreti geologici del pianeta sono rimasti infatti intrappolati nel cuore dei diamanti siberiani.
Uno studio scientifico internazionale, coordinato da Vincenzo Stagno del Dipartimento di Scienze della Terra della Sapienza Università di Roma – in collaborazione con scienziati afferenti a istituti e università-in Belgio, Cina, Germania e Russia – ha svelato l’aspetto, la temperatura e lo stato di ossidazione dell’antica crosta oceanica trascinata nelle profondità del pianeta, mostrando come si fosse formata a partire da un mantello significativamente più povero di ossigeno rispetto a quello attuale. I risultati della ricerca sono stati appena pubblicati sulla rivista internazionale Science Advances.
“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 – spiega Vincenzo Stagno – 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.”
I diciannove diamanti analizzati provengono dai celebri camini kimberlitici della Yakutia siberiana (tra cui i giacimenti di Udachnaya e Mir) e appartengono alla categoria dei diamanti “eclogitici”: si sono formati in rocce derivate da antica crosta oceanica trascinata nel mantello per subduzione oltre 2,5 miliardi di anni fa.
Le stesse rocce, quando arrivano in superficie come frammenti (xenoliti), risultano alterate da miliardi di anni di interazione con i fluidi del mantello, mentre i minerali rimasti sigillati nei diamanti sono rimasti perfettamente isolati funzionando come delle vere e proprie capsule del tempo racchiusi in uno scrigno impenetrabile. In un caso eccezionale, un diamante estratto era ancora fisicamente unito alla sua roccia madre, permettendo agli studiosi un confronto diretto e irripetibile tra l’ambiente protetto all’interno del cristallo e la roccia ospite.
Combinando microanalisi chimiche e spettroscopiche con dati petrologici sperimentali, il team di ricerca ha analizzato le condizioni di questa “trappola temporale”, misurando il rapporto tra ferro ossidato e ferro totale all’interno delle inclusioni, risalendo alla sua formazione. I dati indicano che questi diamanti si sono formati a profondità comprese tra i 180 e i 280 chilometri e a temperature tra circa i 1050 °C e i 1550 °C, a partire da fluidi ricchi di acqua e carbonati. Grazie alla composizione chimica dei minerali intrappolati, i ricercatori sono risaliti al cosiddetto protolite, ovvero la roccia basaltica di partenza: si tratta di un magma basaltico nato dalla fusione del mantello archeano, differente rispetto ai basalti delle dorsali oceaniche attuali.
Utilizzando il vanadio come indicatore dello stato di ossidazione originario custodito nei cristalli, lo studio dimostra un tassello fondamentale per la storia geologica terrestre: all’epoca, la crosta oceanica archeana si formò a partire da un mantello convettivo significativamente più povero di ossigeno rispetto a quello attuale.
Questa scoperta, protetta per miliardi di anni nel cuore dei diamanti della Siberia, apre nuove prospettive per comprendere l’evoluzione dell’atmosfera, il ciclo profondo del carbonio e i processi che hanno reso la Terra il pianeta dinamico e ospitale che conosciamo oggi.
“Le inclusioni nei diamanti sono l’unico geomateriale che ci arriva intatto da centinaia di chilometri di profondità e da miliardi di anni fa – commenta Fabrizio Nestola, professore ordinario di Mineralogia all’Università di Padova e tra i massimi esperti mondiali di inclusioni nei diamanti naturali – Questo lavoro le interroga da una prospettiva diversa, quella dello stato redox del mantello e del ciclo profondo del carbonio, interpretato con l’ausilio dei modelli petrologici, e mostra quanto possano ancora raccontarci sulla Terra primordiale.”
