Une étude unique des diamants anciens a montré que la composition chimique de base de l'atmosphère terrestre, qui la rend propice à l'explosion de la diversité de la vie, a été établie il y a au moins 2,7 milliards d'années. Les gaz volatils conservés dans les diamants trouvés dans les roches anciennes étaient présents dans des proportions similaires à ceux trouvés dans le manteau d'aujourd'hui, ce qui à son tour indique qu'il n'y a eu aucun changement fondamental dans les proportions de substances volatiles dans l'atmosphère au cours des derniers milliards d'années. Cela montre que l'une des conditions de base nécessaires pour soutenir la vie, la présence d'éléments vivifiants en quantité suffisante, est apparu peu après la formation de la Terre, et est resté assez constant depuis.

Présentation des travaux à la conférence Goldschmidt Geochemistry, le chercheur principal, le Dr Michael Broadly, a déclaré :"La proportion et la composition des volatiles dans l'atmosphère reflètent celle trouvée dans le manteau, et nous n'avons aucune preuve d'un changement significatif depuis que ces diamants ont été formés il y a 2,7 milliards d'années."

Volatiles, comme l'hydrogène, azote, néon, et les espèces carbonées sont des éléments et composés chimiques légers, qui peut être facilement vaporisé en raison de la chaleur, ou des changements de pression. Ils sont nécessaires à la vie, en particulier le carbone et l'azote. Toutes les planètes ne sont pas riches en volatiles; La Terre est riche en volatiles, comme Vénus, mais Mars et la Lune ont perdu la plupart de leurs volatiles dans l'espace. Généralement, une planète riche en volatiles a de meilleures chances de maintenir la vie, c'est pourquoi une grande partie de la recherche de la vie sur les planètes entourant des étoiles lointaines (exoplanètes) s'est concentrée sur la recherche de substances volatiles.

Sur Terre, les substances volatiles bouillonnent principalement de l'intérieur de la planète, et sont amenés à la surface par des choses telles que les éruptions volcaniques. Savoir quand les volatiles sont arrivés dans l'atmosphère terrestre est essentiel pour comprendre quand les conditions sur Terre étaient propices à l'origine et au développement de la vie, mais jusqu'à présent, il n'y avait aucun moyen de comprendre ces conditions dans le passé profond.

Maintenant, des chercheurs français et canadiens ont utilisé des diamants anciens comme capsule temporelle, pour examiner les conditions profondes à l'intérieur du manteau terrestre dans un passé lointain. Les études des gaz piégés dans ces diamants montrent que la composition volatile du manteau a peu changé au cours des 2,7 milliards d'années.

Chercheur principal, Michael Broadley (Université de Lorraine, France) a déclaré :« Étudier la composition du manteau moderne de la Terre est relativement simple. En moyenne, la couche du manteau commence à environ 30 km sous la surface de la Terre, et ainsi nous pouvons collecter des échantillons rejetés par les volcans et étudier les fluides et les gaz piégés à l'intérieur. Cependant, le barattage constant de la croûte terrestre via la tectonique des plaques signifie que les échantillons plus anciens ont été pour la plupart détruits. Les diamants cependant, sont relativement indestructibles, ce sont des capsules temporelles idéales."

Nous avons réussi à étudier les diamants piégés dans la roche hautement préservée de Wawa, vieille de 2,7 milliards d'années, sur le lac Supérieur au Canada. Cela signifie que les diamants sont au moins aussi vieux que les roches dans lesquelles ils se trouvent, probablement plus vieux. C'est difficile de dater les diamants, cela nous a donc donné une chance chanceuse d'être sûr de l'âge minimum. Ces diamants sont incroyablement rares, et ne sont pas comme les belles pierres précieuses auxquelles nous pensons quand nous pensons aux diamants. Nous les avons chauffés à plus de 2000 degrés C pour les transformer en graphite, qui a ensuite libéré de minuscules quantités de gaz pour la mesure."

L'équipe a mesuré les isotopes de l'hélium, Néon, et Argon, et a constaté qu'ils étaient présents dans des proportions similaires à ceux trouvés dans le manteau supérieur aujourd'hui. Cela signifie qu'il y a probablement eu peu de changement dans la proportion de volatiles en général, et que la répartition des éléments volatils essentiels entre le manteau et l'atmosphère est probablement restée assez stable pendant la majeure partie de la vie sur Terre. Le manteau est la partie entre la croûte terrestre et le noyau, il représente environ 84 % du volume de la Terre.

Le Dr Broadley a dit, "C'était un résultat surprenant. Cela signifie que l'environnement riche en volatilité que nous voyons autour de nous aujourd'hui n'est pas un développement récent, offrant ainsi les conditions propices au développement de la vie. Nos travaux montrent que ces conditions étaient présentes il y a au moins 2,7 milliards d'années, mais les diamants que nous utilisons peuvent être beaucoup plus anciens, il est donc probable que ces conditions aient été fixées bien avant notre seuil de 2,7 milliards d'années."

Dre Suzette Timmerman (Université de l'Alberta, Canada), qui n'a pas participé à la recherche, mentionné, "Les diamants sont des échantillons uniques, car ils bloquent les compositions lors de leur formation. Les diamants fibreux de Wawa en particulier étaient une excellente sélection à étudier - ils avaient plus de 2,7 milliards d'années - et ils fournissent des indices importants sur la composition volatile de cette période, la période néoarchéenne. Il est intéressant de noter que le manteau supérieur semble déjà dégazé il y a plus de 2,7 milliards d'années. Ce travail est une étape importante vers la compréhension du manteau (et de l'atmosphère) dans la première moitié de l'histoire de la Terre et ouvre la voie à d'autres questions et recherches."