Elle avait déjà été synthétisée en laboratoire en 1975, et sa présence dans le manteau terrestre était théorisée depuis plusieurs années. Mais la davemaoite, ainsi nommée en l'honneur du géophysicien Ho-Kwang Dave Mao, vient d'être pour la première fois observée dans des conditions naturelles... durant moins d'une seconde. Car ce minéral, une forme particulière de pérovskite de silicate de calciumcalcium de formule chimique CaSiO₃, voit sa structure instantanément transformée lorsqu'il est exposé à des pressionspressions normales. C'est donc à l'intérieur d'un diamantdiamant formé dans les couches profondes du manteau terrestre, là où les pressions sont 200.000 fois plus élevées qu'à la surface, qu'une équipe de scientifiques a découvert de minuscules particules de davemaoite.

Une relique du manteau profond

Ce diamant, extrait de la mine d’Orapa au Botswana, mesure environ 4 millimètres et pèse 81 milligrammes. D'apparence tout à fait banale, il a pourtant attiré l'attention d'Oliver Tschauner, du département de géologie à l'université du Nevada, à la recherche d'inclusions de minérauxminéraux dans des diamants. Constitués de carbonecarbone pur, ces derniers peuvent en effet contenir des traces d'autres minéraux issus des couches profondes du manteau. La plupart des diamants se forment ainsi entre 120 et 150 kilomètres de profondeur, mais certains proviennent de couches encore plus lointaines, allant jusqu'à 1.000 km. Lorsqu'il remonte à la surface, il constitue une sorte de « boîte étanche » où des inclusions microscopiques sous très haute pression peuvent persister.

Dans des conditions normales de pression, le silicate de calcium se trouve généralement sous la forme d'un minéral blanc appelé wollastonite, qui présente des cristaux en forme d'aiguille. © Didier Descouens

Et c'est justement le cas ici. Lorsqu'il a passé le diamant aux rayons Xrayons X, Oliver Tschauner a découvert de minuscules inclusions d'environ 10 micromètresmicromètres d'un autre minéral coincé à l'intérieur. Il a alors découpé le diamant au laserlaser, puis vaporisé deux des inclusions à l'aide d'un spectromètrespectromètre de massemasse, permettant d'analyser la composition et la structure du minéral. Et il a fallu être rapide : « Lorsque nous avons ouvert le diamant, la davemaoite est restée intacte pendant environ une seconde, puis nous l'avons vue se dilater et se déstructurer au microscopemicroscope pour devenir un simple bout de verre », raconte le scientifique dans le New Scientist.

Des éléments radioactifs, témoins de l’activité du manteau

Les chercheurs ont constaté avec surprise que les échantillons de davemaoite contenaient aussi une quantité importante de potassiumpotassium, pourtant rare dans le manteau inférieur. « Le potassium est probablement issu de morceaux de plaques de croûte qui descendent dans le manteau profond dans les zones de subductionzones de subduction », explique Yingwei Fei, géochimiste à la Carnegie Institution for Science, auteur d’un éditorial accompagnant la nouvelle étude scientifique. Les inclusions de davemaoite contenaient aussi des traces d'uraniumuranium et de thoriumthorium radioactifs, des éléments qui chauffent l'intérieur de la TerreTerre au fur et à mesure qu'ils se désintègrent. « Sans ces éléments radioactifs, la Terre se serait complètement refroidie », atteste David Phillips de l'Université de Melbourne en Australie (qui n'a pas participé à l'étude).

5 à 7 % du manteau profond

Selon Oliver Tschauner, la davemaoite serait l'un des trois minéraux les plus abondants du manteau profond, constituant 5 à 7 % de ce dernier. Il jouerait ainsi un rôle important dans les mouvementsmouvements de convectionconvection du manteau et la dynamique entre le manteau et la croûte terrestrecroûte terrestre. « La davemaoite n'est sans doute pas distribuée uniformément à travers le manteau, ce qui pourrait expliquer la présence de poches chaudes qui stimulent la circulation du manteau », précise Oliver Tschauner.

La davemaoite a été officiellement reconnue comme nouveau minéral par l'International Mineralogical Association l'an dernier. C'est la deuxième fois que Ho-Kwang Dave Mao a l'honneur de se voir attribuer le nom d'un nouveau minéral : en 2018, des chercheurs chinois avaient identifié une autre forme de minéral formé sous haute pression dans un cratère d'impact et nommé maohokite.

Un nouveau minéral inconnu sur Terre découvert en Israël

Article de Céline DeluzarcheCéline Deluzarche publié le 19/01/2019

La carmeltazite, retrouvée à l'intérieur d'un saphir en Israël, vient d'être ajoutée à la liste officielle des minéraux connus. Elle se serait formée lors du CrétacéCrétacé, alors que la région était soumise à d'intenses éruptions volcaniqueséruptions volcaniques.

Un nouveau minéral un peu spécial vient d'être ajouté le 7 janvier à la liste officielle des minéraux, après approbation de l'Association internationale de minéralogie (AIM). Ce dernier a été découvert le mois dernier par la compagnie minière Shefa Yamim sous forme d’inclusions à l'intérieur d'un saphir Carmel™, un type de saphir spécifique déposé par la compagnie dont la couleurcouleur varie du orange au bleu et au noir. La carmeltazite doit son nom au lieu de sa découverte (près de la rivière Kishon sous le Mont Carmel au nord d'Israël) et des minéraux qu'elle contient (titanetitane, aluminiumaluminium et zirconiumzirconium, soit TAZ).

La carmeltazite possède un arrangement unique d’atomes de titane, aluminium et zirconium. © William L. Griffin et al, Minerals, 2018

Un minéral formé au temps des dinosaures

De composition ZrAl₂Ti₄O₁₁, sa structure cristalline a été décrite dans le journal Minerals, le 19 décembre dernier, après une analyse chimique et aux rayons X. La carmeltazite, faiblement pléochroïque (présentant des couleurs différentes selon l'orientation du corps) avec une couleur allant du brun foncé au vert foncé, aurait été formée lors d'une éruption volcanique durant le Crétacé. « Les agrégats de corindon dans lesquels la carmeltazite est présente semblent s'être formés près de la limite croûte-manteau à environ 30 km de profondeur », indiquent les auteurs de l'étude.

Les cristaux de carmeltazite mesurent quelques dizaines de µm. © Shefa Yamim

Une centaine de nouveaux minéraux sont ajoutés chaque année à la liste de l'AIM, dont la plupart n'ont pas un grand intérêt scientifique ou économique. La carmeltazite est, elle, particulièrement rare et donne surtout une valeur inestimable aux saphirs Carmel™... et à la compagnie Shefa Yamim qui les détient. Celle-ci estime que de nouveaux filonsfilons pourraient être détectés dans les roches volcaniquesroches volcaniques du Mont Carmel.

Australie : un minéral très rare découvert dans un cratère de météorite

Article de Céline Deluzarche publié le 24/10/2018

Une forme très rare de zirconzircon, la reidite, a été découverte au centre du cratère de Woodleigh en Australie. Sa présence indique un impact d'une violence inouïe et suggère un cratère plus grand que prévu.

Des chercheurs australiens de l'université de Curtin en Australie viennent de découvrir un des minéraux les plus rares sur Terre, la reidite, dans le cratère de météorite de Woodleigh, l'un des plus connus au monde. La reidite se forme à partir du zircon (ZrSiO₄), lorsque ce dernier est exposé à des pressions supérieures à 30 GPa (gigapascals). C'est un polymorphe du zircon, c'est-à-dire qu'il possède la même composition chimique mais une structure cristalline différente. La reidite est ainsi 10 fois plus dense que le zircon (5,2 g/cm³). C'est seulement la sixième fois que l'on en trouve sur Terre à l'état naturel, à chaque fois dans un cratère de météorite et à des quantités microscopiques. « La totalité de la reidite formée dans l'histoire géologique tiendrait sous un ongleongle », atteste Aaron Cavosie, chercheur au département des sciences de la Terre et des Planètes à l'université de Curtin et auteur principal d'un article paru dans le journal Geology, relatant la découverte.

Le zircon a été soumis à de telles pressions qu’il s’est partiellement transformé en reidite (ici en violet, en haut de l’image). © Morgan A. Cox

Les chercheurs ont identifié la reidite en analysant des carottescarottes de roches prélevées dans l'anneau central du cratère. « La formation du soulèvement central est l'un des processus les moins bien compris lors de la formation de cratères d'impacts complexes, qui peut produire en quelques secondes de nombreux kilomètres de substratsubstrat rocheux soulevé verticalement », atteste Aaron Cavosie.

Le cratère de Woodleigh est l’un des plus grands au monde : il pourrait mesurer plus de 100 km de diamètre. © Bing Maps

Woodleigh serait l’un des plus grands cratères de météorite au monde

L'autre intérêt de cette découverte est qu'il remet en cause la largeur du cratère. Comme celui-ci est enfoui sous des roches sédimentairesroches sédimentaires récentes, son diamètre est difficile à évaluer et fait débat : il est estimé entre 60 km et 120 km. Or, les grains de reidite sont ici associés à des formes « jumelles » de zircon, formées ultérieurement le long de microstructures d'extension lors de la déformation par choc. Les modélisationsmodélisations du soulèvement rocheux, réalisées à partir de ces microstructures, suggèrent ainsi un diamètre supérieur à 100 kilomètres, « ce qui ferait du cratère de Woodleigh le plus grand d'Australie », avance le chercheur. Seuls cinq ou six cratères de météoritemétéorite dans le monde dépassent ainsi les 100 km de diamètre, dont celui de Vredefort en Afrique du Sud ou celui de Chicxulub, au Mexique, responsable de la disparition des dinosauresdinosaures.

Cette découverte ne permettra malheureusement pas à l'Australie de faire fortune. « Bien qu'elle soit infiniment plus rare que l'or ou le diamant, la reidite n'a hélas aucune valeur commerciale », sourit Aaron Cavosie. Sa valeur scientifique, elle, est inestimable.