Nei diamanti siberiani la chimica della Terra di 2,5 miliardi di anni fa: lo studio della Sapienza

Diciannove diamanti siberiani hanno permesso di ricostruire com’era l’interno della Terra più di 2,5 miliardi di anni fa. Lo studio, coordinato da Vincenzo Stagno del Dipartimento di Scienze della Terra della Sapienza Università di Roma, è stato pubblicato su Science Advances e indica che il mantello terrestre dell’Archeano era molto più povero di ossigeno di quello attuale.

Diamanti come capsule del tempo

I ricercatori hanno analizzato diamanti di tipo «eclogitico» provenienti dai camini kimberlitici della Jacuzia, nella Siberia orientale, tra cui quelli di Udachnaya e Mir. Questi diamanti si sono formati all’interno di eclogiti, rocce che derivano da un’antica crosta oceanica trascinata in profondità nel mantello per subduzione. Secondo lo studio, si sono formati tra circa 180 e 280 chilometri di profondità, a temperature superiori ai mille gradi.

Il loro valore sta nelle minuscole inclusioni di minerali rimaste intrappolate nel cristallo: isolate dall’ambiente esterno, hanno conservato la chimica originaria, mentre le rocce arrivate in superficie sono state alterate da miliardi di anni di interazione con i fluidi del mantello. In un caso il diamante era ancora attaccato alla sua roccia madre, una rarità che ha permesso un confronto diretto. «Sono vere e proprie capsule del tempo», ha spiegato Stagno.

Un mantello con molto meno ossigeno

Per stimare l’ossigeno disponibile, il gruppo ha misurato il rapporto tra ferro ossidato e ferro totale nelle inclusioni, in parte al sincrotrone ESRF di Grenoble, e ha usato il vanadio come secondo indicatore. I due metodi hanno dato risultati coerenti. Secondo gli autori, la crosta oceanica studiata si è formata da un mantello con una quantità di ossigeno disponibile da 30 a 100 volte inferiore a quella di oggi. In queste condizioni il carbonio dei magmi primitivi sarebbe stato legato soprattutto al metano più che all’anidride carbonica.

La stima si basa su due soli campioni e ha margini di errore ampi; altri studi hanno trovato indizi di un mantello archeano più ossidato. Gli autori ipotizzano quindi che il mantello fosse eterogeneo. Il lavoro, con gruppi di Belgio, Cina, Germania e Russia, potrà aiutare a capire l’evoluzione dell’atmosfera e il ciclo profondo del carbonio.

Fonti: Sapienza Università di Roma, ANSA, Galileo