La presenza di acqua e carbonio nei diamanti “Clippir” validano le ipotesi di precedenti studi e aprono nuovi scenari sui processi geologici che avvengono alle grandi profondità del pianeta Terra
I diamanti super profondi rappresentano una rarissima categoria di diamanti che cristallizza a profondità all’interno della Terra tra circa 300 km e oltre 1.000 km: solo il 6% dell’intera popolazione mondiale di diamanti è considerata super profonda, mentre il 94% vengono definiti diamanti litosferici e cristallizzano a profondità molto minori tra circa 120 e 250 km.
Già nel 2014, un team internazionale di ricercatori, tra cui il Prof. Fabrizio Nestola del Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova, ha scoperto un frammento molto piccolo di “ringwoodite” (un minerale con composizione Mg2SiO4 mai trovato prima sul nostro Pianeta) contenuto all’interno di un diamante super profondo proveniente dal Brasile. La “ringwoodite”, ancora intrappolata nel diamante, mostrava un significativo contenuto in H2O (fino all’1.4%). Considerando che il minerale può formarsi esclusivamente tra i 525 ed i 660 km di profondità e che in tale fascia rappresenta circa il 35% in volume di tutti i minerali stabili in quelle condizioni di pressione, questo ha fatto completamente riconsiderare il reale contenuto di H2O sul nostro pianeta che risulterebbe essere 3-4 volte superiore a quello ritenuto sino ad ora. Tuttavia, la scoperta del 2014 è risultata essere sino ad ora unica mancando ulteriori conferme per quell’ipotesi.
Il lavoro scientifico che vede il prof. Fabrizio Nestola come coautore e che, per importanza, ha ottenuto la copertina dell’autorevole rivista “Science” conferma definitivamente la presenza di idrogeno a grandi profondità nel pianeta Terra. La scoperta fa luce per la prima volta sulla genesi dei diamanti super giganti, molto famosi per la loro unicità e che raggiungono anche i 3.000 carati, come il Cullinan o il Lesotho Promise, dal valore inestimabile e mai studiati dal punto di vista scientifico.
Il team di ricerca ha avuto l’opportunità di studiare, con l’ausilio della strumentazione presente nel laboratorio padovano acquisita grazie al finanziamento ERC, un gran numero di diamanti super giganti e ha scoperto che i diamanti super giganti appartengono alla categoria dei diamanti super profondi e che costituiscono una vera e propria nuova categoria denominata dal team diamanti “Clippir” (acronimo che racchiude le loro principali caratteristiche fisiche). Infatti, non solo tali diamanti si formano a grandi profondità tra i 360 e i 750 km ma, per la prima volta in assoluto, hanno permesso di ipotizzare che essi si formino all’interno di “tasche liquide di metallo”.
Tale ipotesi suggestiva è stata avanzata in quanto i diamanti investigati, grazie anche alle strumentazioni scientifiche presenti presso il Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova, hanno mostrato al loro interno inclusioni mineralogiche costituite da leghe di ferro-nickel, solfuri e carburi di ferro. Ma ancora più sorprendente è che tali inclusioni siano completamente circondate da un sottile bordo costituito da un fluido costituito da metano (CH4) e idrogeno (H2).
«Le principali implicazioni derivanti dallo studio sono molteplici – dice Fabrizio Nestola -: la prima è che i diamanti super giganti e super profondi rappresentano una nuova categoria di diamanti che da ora in letteratura verranno denominati diamanti “Clippir”, tali diamanti si formano a profondità comprese tra i 360 e i 750 km. I diamanti “Clippir” confermano definitivamente che a grandissime profondità nel nostro pianeta vi sono significative quantità di idrogeno. Infatti – continua Nestola – in almeno 13 diamanti (su 53 campioni studiati) è stata osservata l’associazione metano + idrogeno. Non solo, almeno sette diamanti “Clippir” mostrano caratteristiche isotopiche del carbonio tipiche del carbonio superficiale: questa presenza conferma l’importante scoperta del 2011 che permette di estendere il ciclo del carbonio dalla superficie del nostro Pianeta fino al mantello inferiore (oltre i 660 km di profondità). E questo può essere spiegato soltanto in termini di subduzione delle placche terrestri fino a grandissime profondità. Infine – conclude Nestola – la scoperta pubblicata su Science apre un nuovo scenario sui processi geologici che possono avvenire alle grandi profondità del nostro Pianeta. Viene dimostrato cioè come si possa formare ferro metallico liquido in regioni ben lontane dal nucleo terrestre: se il nucleo esterno, che si ipotizza essere costituito da un fuso ferro-nickel, inizia a profondità prossime ai 2.900 km, la presenza di inclusioni mineralogiche costituite da leghe di ferro-nickel, solfuri e carburi di ferro nei diamanti “Clippir” dimostra come invece si potrebbero formare a profondità non superiori ai 1.000 km.
