De colossales quantités d`eau sont-elles présentes dans la

Environnement
De gigantesques quantités d’eau enfouies
sous nos pieds ?
L’échantillon de diamant JUc29, provenant de Juina, au Brésil, contenant l’inclusion hydratée
de ringwoodite (40 microns, non visible), comme le rapportent Pearson et al., Nature 2014. La
forme insolite de ce diamant brut a été sculptée naturellement par les liquides corrosifs du
manteau lors de son transport à la surface. / Photo Richard Siemens, Univ. Alberta
De colossales quantités d’eau sont-elles présentes dans la « zone de transition », cette région
du manteau terrestre située entre 410 et 660 km sous la surface de la Terre ? C’est en tout cas
ce que suggère un petit diamant découvert au Brésil en 2009. Et pour cause, puisque l’analyse
de ce diamant a révélé qu’il contenait un minéral formé dans la zone de transition, constitué
de… 1% d’eau.
Selon le géochimiste canadien Graham Pearson (Université de l’Alberta à Edmonton, Canada)
et son équipe, qui ont étudié ce diamant au cours de ces dernières années, la quantité d’eau
présente dans la zone de transition pourrait être plus importante que l’eau de tous les océans
actuels réunis.
Cette hypothèse a été publiée le 12 mars 2014 dans la revue Nature.
Évidemment, si ces quantités d’eau existent bel et bien dans la zone de transition, elles ne se
présentent pas sous la forme de masses d’eau liquide. En effet, à de telles profondeurs, l’eau

n’est pas liquide : elle est intégrée à l’intérieur des minéraux, lesquels sont alors dits
« hydratés ».
Pour comprendre ce qui amène ces scientifiques à émettre une telle hypothèse, il nous faut
nous intéresser plus précisément à ce diamant. Mis au jour en 2009 dans le district de Juina,
au Brésil, ce diamant a rapidement retenu l’attention du géochimiste canadien Graham
Pearson (Université de l’Alberta à Edmonton, Canada) et de son équipe.
Pourquoi un tel attrait pour ce petit diamant ? Car il s’agit d’un diamant particulièrement
intéressant pour un géologue. En effet, tandis que la plupart des diamants se forment à une
profondeur de 150 à 200 km sous la surface de la Terre, il s’avère ce petit diamant, pesant
moins d’un dixième de gramme, s’est formé dans une région beaucoup plus profonde du
manteau terrestre : la « zone de transition », située à une profondeur comprise entre 410 à 660
km.

Schéma de la coupe de la Terre illustrant l’emplacement de la ringwoodite, qui compose
environ 60 % de cette partie de la zone de transition. Le diamant contenant l’inclusion de
ringwoodite hydratée trouvé par by Pearson et al. (Nature, 2014) a été originé environ 500 km
sous la surface de la Terre, où une grande masse d’eau pourrait s’accumuler du fait de la
subduction et du recyclage de la lithosphère océanique dans la zone de transition. /
Infographie : Kathy Mather
A l’évidence, pour Graham Pearson, l’analyse de ce diamant est l’occasion rêvée de mieux
comprendre les conditions qui prévalent à de telles profondeurs. Une zone très mal connue
des scientifiques, précisément en raison de sa distance d’avec la surface terrestre.

Or, en analysant par diffraction aux rayons X la nature d’un fragment de minéral inclus dans
ce petit diamant, Graham Pearson et ses collègues découvrent qu’il s’agit en réalité… d’un
fragment de ringwoodite, un minéral dont l’existence était prédite depuis longtemps par les
scientifiques, mais qui n’avait pas réellement été mise en évidence concrètement jusqu’ici.
Qu’est-ce que la ringwoodite ? C’est en réalité d’une forme d’olivine, un minéral qui abonde
dans le manteau supérieur terrestre, mais qui s’est constituée dans des conditions de pression
très supérieures à celles qui président habituellement à sa formation.
Mais ce n’est pas tout. Car en analysant la composition chimique de ce fragment de
ringwoodite, Graham Pearson et ses collègues ont découvert qu’il contenait… 1% d’eau. Si
une telle quantité peut sembler faible, ce n’est en réalité pas le cas. En effet, étant donné que
les géophysiciens pensent que la ringwoodite est très répandue dans la zone de transition,
alors cela suggère ni plus ni moins que cette région du manteau terrestre regorge d’eau ! Selon
le géochimiste Graham Pearson, si l’on se base sur cette proportion de 1 %, alors cela signifie
que la zone de transition pourrait même contenir à elle seule plus d’eau que tous les océans du
monde réunis…
Notons toutefois qu’il n’est pas certain que de telles quantités d’eau soient présentes dans la
zone de transition. En effet, rappelons que cette estimation n’est basée que sur l’extrapolation
d’une proportion d’eau retrouvée dans un unique – et minuscule – morceau de minéral. Une
proportion il n’est pas du tout certain qu’elle prévaut pour l’ensemble de la zone de
transition…