Publié le 11 janvier 2026 à 14h30. Des chercheurs ont enfin identifié la quantité minimale de dioxyde de carbone nécessaire à la remontée des kimberlites, ces roches volcaniques qui transportent les diamants des profondeurs de la Terre, éclairant un mystère géologique de longue date.
- Plus de 70 % des diamants mondiaux sont extraits de kimberlites.
- Une modélisation chimique a permis de déterminer qu’au moins 8,2 % de CO2 est nécessaire pour que la kimberlite de Jéricho atteigne la surface.
- L’eau et le dioxyde de carbone jouent des rôles distincts dans le processus d’éruption.
Les kimberlites, ces formations volcaniques en forme de carotte qui remontent de plus de 150 kilomètres de profondeur dans le manteau terrestre, fascinent les géologues depuis des décennies. Elles constituent une fenêtre unique sur l’intérieur de notre planète et sont la source principale des diamants. Malgré de nombreuses études, le mécanisme précis qui permet à ces roches de remonter à la surface restait jusqu’à présent mal compris.
Une équipe de l’Université d’Oslo a franchi une étape décisive dans la résolution de cette énigme. En modélisant l’influence de composés volatils tels que le dioxyde de carbone et l’eau sur la flottabilité de la proto-kimberlite en fusion par rapport à la roche environnante, les chercheurs ont pu quantifier pour la première fois les conditions nécessaires à l’éruption des kimberlites. Leurs travaux ont été publiés ce mois-ci dans la revue Geology.
« À l’origine, ces roches proviennent de quelque chose que nous ne pouvons pas mesurer directement », explique Ana Anzulovi, doctorante au Centre d’habitabilité planétaire de l’Université d’Oslo. « Nous ne savons donc pas à quoi ressemblait la fusion initiale des proto-kimberlites, ou la roche mère. Nous disposons d’estimations, mais tout ce que nous savons repose essentiellement sur l’étude de roches fortement altérées qui se sont formées par la suite. »
Pour affiner la composition de cette roche mère, l’équipe s’est concentrée sur la kimberlite de Jéricho, située dans le craton des Esclaves, au nord-ouest du Canada. À l’aide d’une modélisation chimique, ils ont testé différents mélanges de dioxyde de carbone et d’eau. Ils ont ensuite utilisé un logiciel de dynamique moléculaire pour simuler les forces atomiques et observer le mouvement des atomes de la kimberlite en fusion à différentes profondeurs.
« Notre idée était la suivante : essayons de modéliser la chimie de la kimberlite, puis faisons varier les quantités de CO2 et de H2O », précise Ana Anzulovi. « Considérez cela comme une tentative d’échantillonner la kimberlite à différents points de pression et de température au cours de son ascension. »
Les résultats de ces simulations ont permis de déterminer la densité de la masse fondue dans différentes conditions et de vérifier si elle restait suffisamment légère pour remonter à la surface. L’étude a révélé qu’au moins 8,2 % de CO2 est nécessaire pour que la kimberlite de Jéricho puisse traverser le craton des Esclaves.
« La conclusion la plus importante de cette recherche est que nous avons réussi à limiter la quantité de CO2 nécessaire dans la kimberlite de Jéricho pour qu’elle remonte à la surface », souligne Ana Anzulovi. « Nos compositions les plus volatiles peuvent faire remonter jusqu’à 44 % de péridotite du manteau, ce qui est un chiffre très impressionnant pour une masse fondue d’une viscosité aussi faible. »
L’étude met également en évidence le rôle distinct joué par l’eau et le dioxyde de carbone. L’eau augmente la diffusivité, maintenant la matière fondue liquide et mobile, tandis que le dioxyde de carbone contribue à la formation de la structure de la roche à haute pression et, près de la surface, libère du gaz, propulsant l’éruption.
« En fait, j’ai été assez surprise de pouvoir travailler sur un système à si petite échelle et d’observer : ‘D’accord, si je n’ajoutais pas de carbone, cette fusion serait plus dense que le craton, donc elle ne remonterait pas en surface’ », s’enthousiasme Ana Anzulovi. « Il est incroyable que la modélisation de la chimie des kimberlites puisse avoir des implications pour des processus à grande échelle comme celui-ci. »
Les diamants atteignent la surface grâce à cette remontée rapide, qui les empêche de se transformer en graphite, une forme plus stable à basse pression et basse température. Cette recherche apporte donc un éclairage nouveau sur les conditions qui permettent la formation et la remontée de ces pierres précieuses.
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