Les minéraux récupérés qui proviennent du manteau profond peuvent donner aux scientifiques un rare aperçu des processus dynamiques qui se produisent profondément à l'intérieur de la Terre et de l'histoire de la couche du manteau de la planète. Une équipe dirigée par Yingwei Fei, un pétrologue expérimental Carnegie, et Cheng Xu, un géologue de terrain de l'Université de Pékin, a découvert qu'un échantillon rare de la majorité minérale provenait d'au moins 235 milles sous la surface de la Terre. Leurs conclusions sont publiées par Avancées scientifiques .

La majorite est un type de grenat formé uniquement à des profondeurs supérieures à 100 milles. Fascinant, l'échantillon majoritaire que l'équipe de Fei a trouvé dans le nord de la Chine était enfermé dans un grenat ordinaire, comme des poupées gigognes minéralogiques. Il a été amené à la surface sous forme de xénolite éclogite dans le craton de Chine du Nord, l'un des plus anciens blocs cratoniques au monde. Quoi de plus, la majorité était riche en fer ferrique, une forme oxydée de fer, ce qui est très inhabituel pour le minéral.

Tous ces facteurs rares ont incité l'équipe à enquêter sur les origines de la majorité.

Ils ont utilisé plusieurs types de techniques analytiques pour déterminer la chimie et les caractéristiques structurelles de cette majorité formée au plus profond de la Terre. Afin de déterminer la profondeur exacte de son origine, Le postdoctorant de Carnegie, Renbiao Tao, a mené des expériences à haute pression qui imitaient les conditions de formation de la majorité naturelle. L'équipe a localisé son origine à une profondeur de près de 250 miles (400 kilomètres), au bas de la partie molle du manteau supérieur, appelée asthénosphère, qui entraîne la tectonique des plaques.

Il est extrêmement inhabituel qu'une majorité à haute pression puisse survivre au transport depuis une telle profondeur. Ajoutant aux circonstances étranges, il a été plus tard recouvert d'un grenat qui s'est formé à une profondeur beaucoup plus faible d'environ 125 miles (200 kilomètres). L'existence de l'échantillon de la poupée gigogne nécessitait deux événements géologiques distincts pour expliquer, et ces événements ont créé une capsule temporelle que les chercheurs pourraient utiliser pour mieux comprendre l'histoire profonde de la Terre.

"Ce processus de formation en deux étapes nous offre des indices importants sur le stade évolutif du manteau au moment où la majorité s'est formée pour la première fois, " expliqua Fei.

L'emplacement et la profondeur d'origine de l'échantillon indiquent qu'il s'agit d'une relique de la fin d'une ère d'assemblage des supercontinents qui a eu lieu il y a environ 1,8 milliard d'années. Appelé Columbia, la formation du supercontinent a construit des chaînes de montagnes qui persistent aujourd'hui.

"Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment la majorite est devenue si oxydée, ou riche en fer ferrique, et ce que ces informations peuvent nous dire sur la chimie du manteau. Nous retournons sur le site cet été pour creuser des tranchées plus profondes et espérons trouver des roches fraîches qui contiennent plus d'indices sur le manteau profond, " ajouta Fei.