Scoperto minerale antico nei diamanti | Si pensava non esistesse

Gli scienziati lo cercavano da decenni. Alcuni pensavano si trattasse solo di una leggenda. E adesso lo hanno trovato. Un minerale antichissimo e fondamentale per la ricerca scientifica. È la davemaoite… Piccole tracce di questo minerale erano incastonate in un diamante, trovato in una miniera in Botswana. Perché è così importante?

La davemaoite è un minerale costituito da titanato di calcio. In gergo tecnico viene definito una perovskite di silicato di calcio ad alta pressione. Si distingue per la sua caratteristica struttura cristallina cubica e per la sua rarità. Secondo gli studiosi, è uno dei tre minerali principali di cui è formato il mantello inferiore della Terra. In pratica, la davemaoite dovrebbe costituire per circa il 5% la struttura del mantello inferiore. Ma sulla Terra, cioè in superficie, non se ne trova molta. Anzi, non se ne trova affatto. Eppure, questo minerale potrebbe esserci molto utile per capire come funziona il nostro pianeta a livello profondo. Ed ecco perché i ricercatori hanno speso molti anni in campagne di scavo, con l’obiettivo di rintracciarne almeno un po’.

L’importanza del raro minerale incastonato nel diamante

I chimici e i geochimici specializzati indicano che la davemaoite contiene uranio e torio. Quindi si tratta di un materiale ad alta pressione che possiede isotopi radioattivi in grado di produrre calore attraverso il decadimento. In questo modo il minerale dovrebbe contribuire notevolmente al riscaldamento del mantello. In poche parole, il materiale svolge un ruolo fondamentale nel processo termico profondo della Terra (il passaggio del calore dalle profondità del pianeta alla superficie e viceversa).

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La scoperta di frammenti di questo materiale, incastonati in un diamante proveniente da una miniera africana, è stata così accolta come un trionfo da molti geologi e da altrettanti fisici. Si tratta soltanto di granelli, ma ciò non riduce la meraviglia e la soddisfazione degli studiosi. La davemaoite, infatti, è un minerale che non può esistere alle condizioni superficiali.

Secondo molte teorie, poi, il materiale svolge un ruolo fondamentale nel regolare il calore negli strati più profondi della Terra. Ecco perché ci interessa così tanto. Studiandolo, potremmo capire molte cose sconosciute sull’attività chimica sotterranea del nostro pianeta. Potrebbe esserci utile anche per comprendere meglio il processo della tettonica delle placche. Finora, pur avendone teorizzato l’esistenza, nessuno era mai stato in grado di individuarne dei frammenti in natura.

La scoperta della davemaoite

La scoperta si deve a Oliver Tschauner, geochimico dell’Università del Nevada, a Las Vegas. Tutti i dettagli della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Science. Il nome del materiale deriva da quello del geologo cino-americano Ho-Kwang “Dave” Mao, che intorno al 1987 aveva teorizzato l’esistenza di un minerale ad alta pressione nel mantello, ma forse rintracciabile pure a livello superficiale: da ricercare nelle miniere di diamanti.

Un fatto curioso: questo è il secondo minerale ad alta pressione che prende il nome dal professor Mao. Nel 2018, infatti, alcuni ricercatori cinesi avevano chiamato maohokite un minerale trovato nelle rocce di un cratere da impatto.

Tschauner ha cercato di spiegare innanzitutto come il minerale (che dovrebbe stazionare a centinaia di chilometri di profondità) sia potuto arrivare in superficie. Il lavoro è stato svolto su un diamante verde ottaedrico, trovato almeno trent’anni fa in Botswana, nella miniera di Orapa. Da lì, il diamante ha fatto molti giri e infine è arrivato al California Institute of Technology di Pasadena. Proprio qui, Tschauner ha cominciato a studiarlo, convinto che al suo interno avrebbe potuto rilevare minerali appartenenti agli strati più profondi della Terra.

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Grazie alla diffrazione ai raggi X, è emersa la struttura in silicato di calcio. Un materiale che, di norma, si trova a quasi mille chilometri di profondità. Di solito però i diamanti si formano a cento, massimo duecento chilometri sotto terra. E allora questo doveva essere un diamante più antico, più speciale, della varietà cosiddetta super-profonda. Una pietra nata nel mantello. La prova ultima è arrivata quando si sono rilevati frammenti di davemaoite.

Ma come ha fatto la davemaoite ad arrivare fino alla superficie e a conservarsi in un ambiente non congeniale? Tutto ciò è stato possibile proprio grazie al diamante. “È la forza del diamante che mantiene le inclusioni ad alta pressione”, ha spiegato Tschauner.