Spunti da Ferrara/2. Un viaggio al centro della Terra. I diamanti come vettori di informazioni geologiche

Questo contenuto è stato pubblicato per la prima volta su IGR – Rivista Italiana di Gemmologia nr. 15 nel 2022. Le informazioni qui presenti sono pertanto aggiornate alla data di prima pubblicazione.

Copertina IGR

La “IV Conferenza Nazionale Diamante e Gemme di Colore: identificazione, tracciabilità e aspetti etici” si è svolta a Ferrara giovedì 7 e venerdì 8 luglio 2022 al palazzo Tassoni Estense. Come già accaduto nell’edizione di Bari del 2021, IGR ha promosso l’evento, che ha fatto registrare un’apprezzabile affluenza, contribuendo come Media Partner alla sua diffusione, anche a livello internazionale.

Fabrizio Nestola (Dipartimento di Geoscienze dell’Università degli Studi di Padova) si è riallacciato alla presentazione dell’edizione di Bari, nella quale aveva evidenziato la differenza tra i diamanti litosferici e quelli super profondi, questi ultimi utili per lo studio dell’evoluzione del pianeta.

Questa volta invece ci rende partecipi di una novità nel mondo dei diamanti super profondi. Attraverso lo studio accurato delle inclusioni si configura un elemento inatteso: in alcuni diamanti di profondità si registra un movimento prima discendente e poi ascendente, prima d’ora mai studiato. È possibile dunque stabilire che i diamanti possono – per così dire – “viaggiare” nel mantello, poiché i fenomeni evidenziati al loro interno sono associati a specifiche profondità.

Il professor Nestola, che ha gestito nel quinquennio 2013–2018 una ricerca finanziata dall’European Research Council Starting Grant, si è dedicato ormai da tempo col suo team allo studio dei processi che avvengono nel mantello terrestre ad elevate profondità. L’oggetto di studio questa volta è un campione alluvionale africano di 1,3 carati altamente incluso, analizzato con la spettroscopia micro raman e la SIMS (spettrometria di massa di ioni secondari).

Particolare dell’intervento di Fabrizio Nestola (Dipartimento di Geoscienze dell’Università degli Studi di Padova). (Foto estratta dalle registrazioni della Conferenza pubblicate dall’Università degli Studi di Ferrara)

Dalle analisi Raman si è evidenziata un’inclusione di 10 micron che si componeva di ringwoodite ((Mg,Fe2)SiO4), una forma di alta pressione dell’olivina che si può trovare tra i 525 e i 660 km di profondità, zirconia tetragonale (ZrO4), anch’essa un polimorfo ad alta pressione della baddeleyite stabile a 600 km di profondità, ed infine coesite (SiO2), la forma di alta pressione del quarzo. L’associazione di questi minerali risulta essere insolita e mai scoperta prima, pertanto può essere spiegata solo con un “viaggio” del diamante nel mantello. Il team ha quindi supposto che nella parte alta del mantello fossero presenti olivina e zircone; questi due minerali sono stati poi inclusi all’interno di un diamante che si stava formando e che poi è sceso in subduzione insieme ad una placca. Qui l’olivina e lo zircone, non essendo più stabili, si sono trasformati in ringwoodite, zirconia tetragonale e coesite prima di essere poi trasportati in superficie. Lo studio completo del professor Nestola e del suo team è scaricabile al seguente link: https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/doi/10.1130/G50111.1/614064/Ringwoodite-and-zirconia-inclusions-indicate.

Sofia Lorenzon (Dipartimento di Geoscienze, Università degli Studi di Padova), nell’ambito della ricerca condotta sotto la direzione del Prof. Nestola, ha presentato al pubblico i risultati di un lavoro di gruppo sulla genesi e sulla profondità di formazione delle inclusioni di ferropericlasio all’interno dei diamanti superprofondi. Il ferropericlasio [(Mg,Fe)O] è l’inclusione più comune nei diamanti superprofondi, quelli che si formano a più di 300 km di profondità. Tuttavia, a causa delle discrepanze tra i dati sperimentali e naturali su questo minerale, l’origine del ferropericlasio nel diamante rimane controversa. I risultati delle analisi di diffrazione di raggi X a cristallo singolo su una serie di inclusioni di ferropericlasio in diamanti superprofondi provenienti da Juina (Brasile) e Kankan (Guinea) indicano che il ferropericasio con differente chimica è preesistente ai diamanti (come inclusioni presentano, infatti, orientazioni di tipo casuale) e si è formato a profondità diversa nel mantello terrestre, quindi non solo nel mantello inferiore.

Pia Antignani (LabiGem) ha dato conto di un lavoro il cui scopo è quello di individuare l’origine dei diamanti presenti in una roccia extraterrestre ritrovata nel deserto egiziano nel 1996. Allo scopo si è proceduto ad un’analisi per microdiffrazione a raggi X sulle fasi a carbonio contenute in Hypatia (il nome dato alla roccia). I dati diffrattometrici hanno permesso l’individuazione di varie fasi minerali all’interno dei campioni: diamanti policristallini nanometrici, grafite compressa, lonsdaleite (polimorfo ad alta pressione del carbonio) e ferro metallico. La presenza di queste fasi permette di postulare che i diamanti in Hypatia si siano formati per un impatto da shock avvenuto nello spazio. Il progetto di ricerca continuerà: molte domande su come e quando sia avvenuto quest’impatto attendono ancora una risposta.


Articolo di Paolo Minieri e Stefania Coppola, pubblicato su IGR – Rivista Italiana di Gemmologia nr. 15 – Autunno 2022.

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Paolo Minieri, Stefania Coppola
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