Les modes de formation du diamant 

Le diamant est un cristal de carbone pur, la plus simple des pierres précieuses par sa composition et la plus exceptionnelle par son éclat et sa dureté. Ses infimes inclusions invisibles à l’œil nu, uniques à chaque gemme comme le sont nos empreintes digitales constituent des sujets d’étude passionnants pour les géologues. D’authentiques échantillons intacts du manteau terrestre, renseignent à la fois sur ce manteau inaccessible pour l’être humain, mais aussi sur les mécanismes de formation des diamants naturels. Autant d’éléments qui expliquent la rareté du diamant et font de lui, le bien le plus précieux et le plus ancien que la Terre nous permette de posséder.

 

Formation du diamant depuis le manteau terrestre 

 

Composant unique du diamant, le carbone est aussi l’élément central, indispensable à la vie sur Terre. Présent à l’état liquide sous l’écorce terrestre, le carbone s’est cristallisé sous la pression colossale de 75 tonnes par cm2 et des températures inimaginables de 1300 à 2000 degrés. Des conditions extrêmes indispensables au long processus de formation par combinaison des cristaux de diamants, chaque treillis d'atomes s'ajoutant au précédent. Les micro-inclusions de minéraux ou de fluides (olivine, grenat, pyroxène, majorite, sulfure…) sont des indices naturels qui caractérisent la profondeur du manteau et le contexte lors de la cristallisation. La grande majorité des diamants ont cristallisé entre 150 et 250 km de profondeur. 

Ce sont des éruptions volcaniques qui ont créé les cheminées ou pipes dites kimberlitiques, appelées ainsi car les premières furent découvertes à Kimberley, en Afrique du Sud. Alors que la vitesse d'ascension des kimberlites est de plusieurs dizaines de km/h dans les profondeurs, les laves arrivent en surface à une vitesse équivalente à celle du son, expulsant les diamants. La kimberlite, la lamproïte découverte en Australie sont des roches volcaniques qui agissent comme moyens de transport rapides et cocons protecteurs contre les températures supérieures à 1300 degrés. Sans elles, les diamants se volatiliseraient lors des éruptions. Les recherches dans d’autres types de roches se sont révélées infructueuses, sauf en 1999 en Guyane avec la komatiite. Les nombreuses études indiquent que certains diamants se sont formés il y a plus de trois milliards d’années alors que la plupart des pipes kimberlitiques principalement présentes dans le manteau sous les plaques continentales, ont à peine 100 millions d’années. 

Les diamants naturels de qualité gemme proviennent de ces phénomènes volcaniques que la Terre n’a plus reproduit depuis 900 millions d’années. Néanmoins, dans certains contextes où hautes températures et pressions ont été réunies, répliquant les conditions favorables à la cristallisation du carbone, des diamants ont été découverts.

 

Des diamants dans les zones de subduction 

De minuscules diamants ont été trouvés dans des roches qui seraient issues de la subduction. Une zone de subduction caractérise la plongée d’une plaque tectonique océanique sous une plaque continentale, en raison de sa densité plus élevée et s’enfonçant ainsi dans le manteau. Ce phénomène s’accompagne d’une fusion partielle de la croûte plongeante ou du manteau alentour, pouvant donner lieu à un volcanisme à l’arrière de la zone. Des températures et des pressions élevées qui recréent des conditions propices à une cristallisation qui s’effectuerait alors à 80 km sous terre, avec des températures de 200 degrés. Ces roches sont cependant très rares et ne font pas l’objet d’exploitations commerciales. Ces dépôts contiennent très peu de diamants qui d’ailleurs ne sont pas commercialisables. 

 

Des diamants formés par l’impact d’astéroïdes

 

Lorsqu’un astéroïde de 10 km de diamètre frappe la Terre à une vitesse de 10 à 20 km/s, la puissance de l’impact est tel que les températures et les pressions ainsi générées, suffisent à former des diamants. Au cours de l’histoire, la Terre a été touchée à plusieurs reprises par de grands astéroïdes. C’est ainsi que de submillimétriques diamants ont été trouvés à Meteor Crater Arizona, aux Etats-Unis dans des météorites métalliques. Un considérable gisement a été découvert dans les années 70, près de Norilsk dans le nord de la Sibérie, en Russie et fut tenu secret durant 40 ans, pour ne pas concurrencer les autres mines jusqu’en 2012. Une quantité multipliant par 110 les réserves de diamants, soit mille milliards de carats environ sous la forme de diamants poly cristallins de petites tailles (jusqu’à 13 millimètres) très durs, destinés à un usage industriel. 

 

Des diamants formés à des années lumières

 

Les chercheurs de la NASA et de la Smithsonian Institution ont identifié lors de leurs analyses sur des échantillons de météorites un grand nombre de nano diamants. Ils se seraient formés dans l’espace lors de collisions à grande vitesse, pour les mêmes raisons que les diamants formés sur Terre sur les sites d’impact d’astéroïdes. Leur taille les exclut d’un usage en joaillerie et en industrie.

En 2004, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a annoncé la découverte de la plus importante masse de carbone cristallisé qu’il soit,  située à 50 années lumières de la terre dans la constellation du Centaure. Ce diamant cosmique baptisé Etoile BPM 37093 mesure 4022 km de diamètre et pèse approximativement 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 carats, un 1 suivi de 34 zéros, (10 milliards de trillions de trillions de carats). Les astronomes ont surnommé cette étoile "Lucy" en hommage à la chanson des Beatles « Lucy in the Sky with Diamonds », (‘Lucy dans le ciel avec des diamants’). Il s’agit en fait du noyau d’une étoile qui vient de mourir, une naine blanche.