Perché l’olivina e i diamanti sono amici del cuore

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La roccia kimberlite è composta per oltre il 50% dal minerale verdastro olivina.
La roccia kimberlite è composta per oltre il 50% dal minerale verdastro olivina. (Immagine: Politecnico di Zurigo / Eduard Gübelin)
Quasi nessuna gemma è più difficile da trovare del diamante. I geologi del Politecnico di Zurigo e dell’Università di Melbourne hanno ora stabilito un legame tra la sua presenza e il minerale olivina. Questo potrebbe rendere più facile la ricerca dei diamanti in futuro.

In breve

  • Il contenuto di magnesio e ferro nel minerale olivina fornisce informazioni sulla presenza o meno di diamanti in un campione di roccia kimberlite.
  • Più magnesio c’è, più è probabile la presenza di diamanti.
  • La determinazione con l’olivina è molto più rapida rispetto ai metodi di rilevamento precedenti. Le prime aziende stanno già utilizzando il nuovo metodo.


I diamanti sono i migliori amici di una donna, come cantava Marilyn Monroe 70 anni fa, e un enorme grattacapo per chi li cerca. "I produttori di diamanti a volte vorrebbero estrarre oro, rame o un’altra materia prima, perché nulla è così complicato come la scoperta e l’estrazione dei diamanti", sottolinea Andrea Giuliani, Senior Scientist presso l’Istituto di Geochimica e Petrologia del Politecnico di Zurigo. "Non esiste un metodo che garantisca di trovare i diamanti".

Giuliani ha studiato la formazione e la presenza della gemma dal 2015. A tal fine, il geologo, allora ancora all’Università di Melbourne, ha analizzato innumerevoli campioni di kimberlite, una roccia di origine magmatica di colore bluastro o nero. I diamanti si trovano solo dove c’è kimberlite. E queste a loro volta si trovano solo su blocchi continentali molto antichi, rimasti geologicamente immutati per miliardi di anni: principalmente in Canada, Sud America, Africa centrale e meridionale, Australia e Siberia. "Cercare una kimberlite è come cercare un ago in un pagliaio", dice Giuliani. "Una volta trovata questa roccia, inizia la complessa ricerca dei diamanti".

Molto ferro, nessun diamante

Giuliani e i suoi colleghi hanno ora sviluppato un metodo che semplificherà la ricerca di depositi di diamanti in futuro. Il loro lavoro si basa sulla composizione chimica delle kimberliti. Giuliani ha capito subito che esiste una correlazione tra la presenza di diamanti e l’olivina, un minerale che costituisce circa la metà delle kimberliti.


L’olivina è composta da diverse proporzioni di magnesio e ferro. Più ferro contiene l’olivina, meno magnesio ha il minerale e viceversa. "Nei campioni di roccia in cui l’olivina era molto ricca di ferro, non c’erano diamanti o ce n’erano pochissimi", hanno scoperto i ricercatori. "Abbiamo iniziato a raccogliere altri campioni e dati, sempre con lo stesso risultato". Le indagini hanno infine confermato che il rapporto ferro-magnesio dell’olivina è direttamente correlato al contenuto di diamanti della roccia kimberlite.

Con queste scoperte, Giuliani si rivolse al produttore e commerciante di diamanti De Beers, che gli aveva fornito i campioni di kimberlite. De Beers si è dimostrata interessata, ha sostenuto finanziariamente le indagini scientifiche e ha chiesto ai ricercatori di non pubblicare i risultati per il momento. Nel 2019 Giuliani è arrivato al Politecnico di Zurigo come borsista Ambizione e, con il sostegno del Fondo Nazionale Svizzero per la Ricerca Scientifica, ha iniziato a cercare spiegazioni per il collegamento tra il contenuto di magnesio e ferro dell’olivina e la presenza di diamanti.

Idiamanti non amano lo "stop-and-go ".

A tal fine, i ricercatori del Politecnico di Zurigo hanno studiato il modo in cui la cosiddetta metasomatosi, che ha luogo nell’interno della Terra, influisce sui diamanti. Durante la metasomatosi, le rocce vengono attaccate da liquidi caldi e rocce fuse. I minerali presenti nella roccia reagiscono con le sostanze disciolte nei liquidi per formare altri minerali.

I geologi hanno analizzato campioni di kimberlite che contenevano olivina ad alto contenuto di ferro - e quindi nessun diamante. Hanno scoperto che l’olivina diventa più ferrosa dove la roccia fusa penetra nel mantello litosferico e cambia significativamente la composizione delle rocce. È proprio in questo strato, a una profondità di circa 150 chilometri, che si trovano i diamanti. I diamanti vengono distrutti dall’infiltrazione della massa fusa, che rende l’olivina più ferruginosa. Se invece nel mantello litosferico non penetra nessuna o pochissima massa fusa dagli strati sottostanti e quindi non avviene alcuna metasomatosi, l’olivina contiene molto magnesio e i diamanti si conservano.


"Il nostro studio dimostra che i diamanti rimangono intatti solo se le kimberliti, salendo, portano con sé solo frammenti di mantello che non hanno ancora interagito fortemente con la fusione precedente", afferma Giuliani. È importante capire che di solito le kimberliti non raggiungono la superficie terrestre in una sola volta. Piuttosto, iniziano a salire come massa liquida, raccolgono frammenti di mantello lungo il percorso, si raffreddano e poi si bloccano. Nell’impulso successivo, un’altra massa fusa arriva dalle profondità, porta con sé componenti del mantello raffreddato, sale più in alto, si raffredda e rimane bloccata. Questo processo può avvenire più volte. "È un vero e proprio stop-and-go con fusione, risalita, solidificazione. E questo ha un effetto distruttivo sui diamanti", afferma Giuliani. Se invece si verificano condizioni che permettono alle kimberliti di risalire direttamente in superficie, allora è l’ideale per la conservazione dei diamanti, spiega il ricercatore.

De Beers utilizzagià l’analisi dell’olivina

L’analisi dell’olivina è affidabile quanto i precedenti metodi di prospezione, che si basano principalmente sui minerali clinopirosseno e granato. Tuttavia, il nuovo metodo è meno complesso e più veloce: bastano poche analisi per capire se ci si trova in un giacimento di kimberlite dove si possono trovare diamanti o meno.

L’analisi di Olivin integra le misurazioni precedenti e contribuisce a creare un quadro più completo. "Il bello di questo nuovo metodo non è solo la semplificazione, ma anche il fatto che ci permette finalmente di capire perché i metodi precedenti funzionavano", afferma lo scienziato senior. E aggiunge: "De Beers sta già utilizzando il nuovo metodo".

Riferimento alla letteratura

Giuliani, A., Phillips, D., Pearson, D.G. et al. Conservazione del diamante nel mantello litosferico registrata dall’olivina nelle kimberliti. Nat Commun 14, 6999 (2023). doi: pagina esterna 10.1038/s41467’023 -42888-x call_made.
Corinne Landolt