Les Diamants Bleus et leur Lien Remarquable avec les Océans

Les diamants existent dans de nombreuses couleurs, on peut en découvrir dans de magnifiques nuances de bleu. L’une des pierres précieuses les plus célèbres au monde, qui a captivé des millions de visiteurs au Smithsonian, est le diamant Fancy bleu gris Hope. Cette couleur provient de traces de bore, qui se substitue au carbone dans la structure cristalline du diamant (voir schéma ci-dessous.) Certains diamants bleus tirent leur couleur de défauts structurels résultant de l’exposition aux radiations ou de défauts plus complexes liés à l’hydrogène, mais la majorité d’entre eux sont colorés par le bore. Les scientifiques n’ont appris que récemment que les diamants contenant du bore, comme le Hope, ont une histoire géologique exceptionnelle.

Les diamants contenant du bore sont classés dans le type IIb. L’élément bore est abondant à la surface de la Terre, mais est extrêmement rare dans les profondeurs de la planète, là où les diamants se créent. Pendant des décennies, les scientifiques ignoraient comment les diamants bleus se cristallisaient. En 2018, les résultats d’une étude sur les diamants de type IIb ont été publiés dans la revue Nature. Dans cette étude dirigée par le GIA, un effort stratégique a été fait pour trouver et examiner les inclusions minérales telles que celles présentées ci-dessous. En étudiant les inclusions, qui sont de petits morceaux de matière piégés dans le diamant pendant la cristallisation, les scientifiques ont réussi à définir la profondeur et le type de roches où se forment les diamants de type IIb.

L’équipe de recherche ont trouvé deux résultats surprenants. Tout d’abord, les minéraux identifiés dans ces inclusions ne peuvent se trouver qu’à des pressions extrêmement élevées, c’est-à-dire très profondément sous la couche terrestre. Ceci permet de conclure que les diamants de type IIb se sont formés au moins aussi profondément que la zone dite de transition (410-660 km de profondeur) et peut-être même plus profondément, atteignant le manteau inférieur (plus de 660 km de profondeur). Cette profondeur est environ quatre fois supérieure à celle de la plupart des autres types de diamants, qui se forment près de la base des continents anciens et épais, à des profondeurs d’environ 150 à 200 km.

La deuxième observation étonnante est que la minéralogie des inclusions indique que les diamants ont grandi en présence de croûte océanique, qui a été transportée vers le manteau inférieur par le lent processus géologique de la subduction. La descente continue des roches océaniques en subduction est comme un tapis roulant capable d’entraîner les matériaux de surface, comme l’eau, le carbone et le bore, vers l’intérieur de la Terre. Pour les diamants de type IIb, le lien avec les plaques tectoniques profondément subductées suggère que les atomes de bore contenus dans ces diamants bleus proviennent à l’origine d’anciens océans, comme le montre le schéma ci-dessous.

Nous savons maintenant que les diamants bleus contenant du bore, comme le Hope, font partie d’une catégorie extrêmement rare de diamants, dits diamants « super profonds. » Mais pourquoi le bore provoque-t-il l’apparition de cette mystérieuse couleur bleue? Le bore modifie la structure électronique de telle sorte qu’il absorbe certaines longueurs d’onde de la lumière. Tant qu’ils ne sont pas « compensés » par d’autres défauts, il manque un électron aux atomes de bore par rapport aux atomes de carbone voisins. Ce sont ces atomes de bore non compensés qui peuvent interagir avec la lumière et l’absorber, notamment à certaines longueurs d’onde du spectre infrarouge. Si l’absorption est suffisamment intense, elle s’étend de la partie infrarouge du spectre (invisible pour nous) au spectre de la lumière visible, où elle absorbe préférentiellement la lumière rouge. Le résultat pour l’œil humain est une merveilleuse couleur bleue.