On les croyait venus de l’espace : ces mystérieux diamants noirs auraient en réalité une origine bien terrestre

Les carbonados posent aux géologues un problème simple à énoncer et difficile à résoudre : comment un diamant peut-il exister sans que l'on retrouve jamais la roche qui l'a engendré ? Ces pierres noires, découvertes au Brésil et retrouvées en Afrique centrale, échappent depuis leur identification à toute classification ordinaire. Des travaux publiés dans la revue Gondwana Research proposent un parcours inattendu, qui conduit la matière de la surface vers le manteau terrestre avant de la ramener au jour.

Un nom donné par erreur

L'appellation elle-même témoigne du malentendu initial. Au XIX^e siècle, les chercheurs de pierres précieuses de l'État de Bahia, au Brésil, tombent sur des cailloux sombres, mats et friables en apparence, qu'ils prennent pour de vulgaires morceaux de charbon. Ils les baptisent donc carbonado, mot portugais qui signifie carbonisé.

Le terme est resté, alors que ces pierres figurent parmi les matériaux naturels les plus durs connus.

Ce qui les distingue des diamants ordinaires

La différence est structurelle. Un diamant classique est un cristal unique et transparent, façonné lentement en profondeur. Un carbonado n'a rien de tel. C'est une roche poreuse, constituée de milliers de micro-cristaux de diamant agglomérés les uns aux autres. La texture évoque moins une pierre précieuse qu'une éponge minérale.

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S'ajoute à cette singularité une absence qui intrigue davantage encore : aucune roche source n'a jamais été localisée. Un diamant ordinaire remonte, porté par une roche hôte que les géologues savent identifier et cartographier. Pour les carbonados, retrouvés notamment dans la formation Tombador au Brésil, rien de tel sur aucun des deux continents concernés.

Leur surface, souvent brillante et presque vitreuse, a longtemps paru confirmer une origine venue d'ailleurs, voire un lien direct avec un impact cosmique sur la jeune Terre.

Aucune trace de choc dans la matière

Attila Demény, Péter Németh et leurs collègues ont soumis des échantillons à trois examens complémentaires : une analyse fine de la composition du carbone, une imagerie par rayons X pour sonder la structure interne, et une observation de grains sélectionnés au microscope électronique.

La question posée était directe : la surface brillante porte-t-elle les cicatrices d'un choc violent ?

Le résultat est négatif. Aucune structure de choc n'a été détectée dans les cristaux de diamant examinés. Rien, dans la matière elle-même, ne témoigne d'un impact qui aurait façonné ces pierres.

L'aspect vitreux s'explique autrement. Certaines pierres portent un fin revêtement d'anatase, l'une des formes cristallines du dioxyde de titane. Ce revêtement s'est déposé avant que la surface ne devienne lisse. Des fluides circulant à travers la roche ont ensuite dissous une petite quantité de diamant et de revêtement, polissant l'ensemble. L'éclat relève donc d'un épisode tardif, progressif, et non de la naissance de la pierre.

Les chercheurs émettent l'hypothèse que la matière organique aurait plongé rapidement dans le manteau par subduction, s'y serait convertie en diamant, puis serait remontée en surface portée par le magma. © hynci, iStock

Un carbone venu du vivant

C'est l'analyse isotopique qui fait basculer l'interprétation. Les isotopes sont des variantes d'un même élément chimique, de masse légèrement différente, et les organismes vivants laissent dans le carbone une signature caractéristique.

Dans la grande majorité des échantillons, les proportions isotopiques mesurées ressemblent à celles du carbone issu d'anciens organismes ayant vécu en surface. La matière première de ces diamants ne viendrait donc pas du manteau, mais du monde vivant d'une époque très reculée.

Un grain se distingue : son signal se situe entre celui d'un carbonado typique et celui des diamants formés en profondeur, ce qui suggère un mélange de sources de carbone.

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Reste alors à expliquer comment du carbone organique de surface a pu atteindre les profondeurs où le diamant devient stable, soit au-delà d'une centaine de kilomètres, tout en conservant sa structure poreuse. La réponse avancée tient en un mot : la vitesse. Seule une subduction rapide, c'est-à-dire un enfouissement accéléré de matière vers l'intérieur de la Planète, permettrait de préserver les pores. Un enfouissement lent aurait eu le temps de les effacer.

Un aller-retour entre la surface et le manteau

Le scénario assemblé par les chercheurs se lit comme un trajet en trois temps. De la matière organique présente à la surface de la Terre est entraînée en profondeur par une subduction inhabituellement rapide. Une fois dans le manteau, ce carbone se transforme sous l'effet d'une pression colossale et donne naissance aux micro-cristaux de diamant qui composent les carbonados. Les pierres effectuent enfin le trajet inverse, remontées par des mouvements de magma qui fragmentent la roche hôte au passage, ce qui expliquerait qu'on ne la retrouve plus.

Quel événement aurait pu déclencher une subduction aussi brutale ? Les auteurs évoquent la possibilité d'un impact cosmique majeur sur la jeune Terre, impliquant un corps de l'ordre de 100 à 200 kilomètres. L'ordre de grandeur donne la mesure de l'hypothèse : l'astéroïde associé à l'extinction des dinosaures mesurait environ dix kilomètres.

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Dans ce schéma, l'impact ne fabrique pas les diamants, contrairement à ce que l'on a longtemps supposé. Il met en route un mécanisme géologique qui, lui, les fabrique.

Un modèle cohérent, mais encore une hypothèse

Les auteurs sont explicites sur ce point, et il mérite d'être souligné.

Aucun cratère ni aucun impact précis n'a été associé aux carbonados. Surtout, l'équipe n'a pas trouvé l'indice qui trancherait : une inclusion minérale attestant que de la croûte terrestre est bien descendue dans le manteau avant la formation des diamants. Demény considère qu'une telle inclusion constituerait le meilleur test de l'hypothèse.

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La chronologie du polissage de surface reste par ailleurs incertaine, l'aplanissement ayant pu survenir avant l'érosion.

Enfin, la signature isotopique mérite une réserve de méthode. Si elle est compatible avec une origine biologique, certains processus purement chimiques peuvent produire des signatures proches, de sorte que l'argument est fort sans être définitif.

L'origine organique du carbone comme la descente provoquée par un impact demeurent donc des propositions. C'est l'ensemble du modèle qui a le statut d'hypothèse, cohérente avec les mesures disponibles, et qui attend confirmation par d'autres travaux.