Contenu
- Qu'est-ce que le cratère Popigai?
- Preuve de chaleur et de pression énormes
- Que s'est-il passé au point d'impact?
- Quel genre de diamants?
- Ces diamants seront-ils extraits?
- Lonsdaleite
- La Russie en tant que producteur de diamants
Popigai Crater Impact: Les gros astéroïdes peuvent frapper la Terre à une vitesse de 15 à 20 miles par seconde. Cela produit un impact suffisamment puissant pour vaporiser la roche, creuser un immense cratère et projeter des millions de tonnes d'éjecta dans les airs. La force au point d’impact dépasse la température et la pression requises pour produire des diamants. Si du carbone est présent dans les roches entourant le site de l'impact, la formation de diamants est possible.
Qu'est-ce que le cratère Popigai?
Il y a environ 35 millions d'années, un astéroïde d'environ 5 à 8 kilomètres de diamètre, se déplaçant à une vitesse d'environ 15 à 20 kilomètres à la seconde, s'est écrasé dans la région qui s'appelle maintenant la péninsule de Taymyr, dans le nord de la Sibérie, en Russie. L'énergie fournie par cet impact d'hypervitesse était suffisamment puissante pour faire fondre instantanément des milliers de kilomètres cubes de roche et projeter des millions de tonnes métriques d'éjecta dans les airs. Une partie de ces ejecta a atterri sur d'autres continents.
L’explosion a créé un cratère d’impact de 100 km de largeur avec une bordure de roche déformée d’une largeur maximale de 20 km. Nous connaissons maintenant cette caractéristique sous le nom de "Popigai Crater" ou "Popigai Astroblem", le septième plus grand cratère d'impact identifié sur Terre.
Preuve de chaleur et de pression énormes
Aujourd'hui, 35 millions d'années plus tard, des chercheurs ont trouvé dans le cratère des centaines de kilomètres cubes de tagamite (roche fondue à la suite de l'impact). Ils croient qu’à l’origine environ 1750 kilomètres cubes de roche ont été fondus, mais environ la moitié de ceux-ci ont quitté le cratère sous forme d’éjecta. Il existe également de vastes gisements de suévite (brèche formée de fragments de roche cible) d’une épaisseur allant jusqu’à 600 mètres sur le site de l’impact. Une couche de suevite couvre une superficie d’environ 5000 kilomètres cubes.
La chaleur et la pression produites par cet impact ont largement dépassé ce qui est requis pour la formation de diamants au point d'impact. Un objet de 5 km de largeur produisant une hyperpuissance produirait une explosion d'énergie équivalente à des millions d'armes nucléaires et à des températures plus chaudes que la surface des soleils.
Brèche d'impact du cratère Popigai: Un grand spécimen de brèche de 457,7 grammes de l’immense cratère de Popigai au nord de la Sibérie. Notez la diversité des couleurs, des tailles, des formes et des textures au sein d’une même masse, résultat d’un important impact de météorite qui a projeté des millions de tonnes de roches dans les airs. Lorsque des fragments sont revenus sur Terre, des roches de différentes couches ont été mélangées. Des millions d'années de chaleur et de pression ont compressé ces pièces assorties en une masse solide appelée brèche d'impact. Photographie de Geoffrey Notkin, copyright Météorites Aerolite.
Que s'est-il passé au point d'impact?
L’impact s’est produit là où le socle rocheux de gneiss à graphite et grenat d’Arché était recouvert d’environ 1,5 km de couverture sédimentaire. La roche au point d’impact a été instantanément vaporisée et un cratère d’une profondeur de 8 à 10 km a été projeté à travers la couverture sédimentaire et dans le gneiss sous-jacent.
L'intensité de la chaleur et de la pression diminuait avec la distance du point d'impact. À une distance d’environ 12 kilomètres du point d’impact, les conditions étaient probablement encore trop difficiles pour la formation et la survie des diamants.
Les diamants trouvés aujourd'hui ont probablement été formés dans une mince zone de roche située à environ 12 à 13 kilomètres du point d'impact. Cela a créé une coquille de roche diamantifère d'environ 1 à 2 kilomètres d'épaisseur en forme d'hémisphère autour du point d'impact. Dans cette zone, des flocons de graphite dans le gneiss à grenat de graphite et Archéen ont été instantanément convertis en diamant. Les chercheurs estiment que cette coquille de roche diamantifère avait un volume d'environ 1 600 kilomètres cubes et contenait plus de diamants que tous les autres gisements connus de la Terre.
Image satellite du cratère Popigai: Image satellite du cratère d'impact de Popigai, au nord du cercle polaire arctique, en Sibérie, en Russie. Le cratère est mal visible car il a été masqué par des éjectas et 35 millions d’années d’érosion. Image de la NASA. Agrandir l'image.
Quel genre de diamants?
Lors de l’impact de Popigai, les conditions nécessaires à la formation du diamant étaient présentes un instant. Cette formation éclair a transformé les flocons de graphite du gneiss à grenat de graphite et Archéen en diamant. La plupart des diamants produits étaient de petites pierres polycristallines qui ont à peu près la même taille et la même forme que les flocons de graphite du gneiss. La plupart sont de minuscules pierres de moins de 2,0 millimètres pouvant convenir à la production d'abrasifs diamantés. Étant donné que ces diamants ont été formés dans un éclair de chaleur et de pression, le temps manque pour permettre le développement de grosses pierres monocristallines d'une grande clarté et d'une grande pureté. Pour cette raison, il est peu probable que Popigai soit le site d’une exploitation minière de diamants.
Ces diamants seront-ils extraits?
Les diamants situés sous le cratère de Popigai ne sont probablement pas une cible minière prioritaire. Aujourd'hui, la plupart des diamants industriels du monde sont des pierres synthétiques. Pour l'année civile 2010, la US Geological Survey a rapporté:
"Les diamants naturels représentent environ 1,4% de tous les diamants industriels utilisés, tandis que les diamants synthétiques représentent le reste".L’efficacité et le coût de production des diamants synthétiques se sont constamment améliorés au cours des dernières décennies. Il est maintenant moins coûteux de "fabriquer des diamants industriels" que de les exploiter. En 2010, la production mondiale de diamants synthétiques industriels s'élevait à environ 4,38 milliards de carats, pour une valeur allant de 1,65 milliard à 2,50 milliards de dollars. C'est un prix moyen d'environ 50 cents par carat ou moins. Les entreprises chinoises ont produit plus de 90% du diamant synthétique mondial.
Le cratère de Popigai est situé dans un endroit isolé au-dessus du cercle polaire arctique, dans un environnement difficile, sans infrastructure et sans source locale d'employés et de soutien. Pour que le gisement soit exploité, les diamants doivent: 1) être suffisamment gros pour être récupérés et utilisés dans l'industrie; 2) avoir des propriétés physiques utiles à l'industrie; et 3) être présents dans des concentrations suffisamment élevées pour être exploités économiquement. Les Russes n'ont publié aucune information confirmant que le gisement est exploitable.
Lonsdaleite
De petites quantités de lonsdaleite seraient présentes dans les roches diamantifères du cratère de Popigai. La Lonsdaleite est un minéral de carbone rare avec une structure cristalline hexagonale qui a été associée à des diamants dans des météorites et à des structures d'impact. Comme le diamant, il s’agit d’un minéral qui se forme dans des conditions de température et de pression très élevées. On parle souvent de "diamant hexagonal".
Certains spécimens de lonsdaleite synthétique auraient des caractéristiques de durabilité supérieures à celles du diamant. Ces caractéristiques n'ont pas été signalées dans des spécimens naturels ni dans des spécimens prélevés dans le cratère de Popigai.
La Russie en tant que producteur de diamants
Les Russes possèdent une grande expertise dans l’exploitation de diamants, la production de diamants synthétiques et l’utilisation du diamant comme matériau industriel. Alrosa, la société russe d'extraction de diamants appartenant à l'État, produit plus de diamants naturels que toute autre société dans le monde et est un important producteur de diamants cultivés en laboratoire. La Russie, en tant que pays, produit plus de diamants que n'importe quel autre pays que le Botswana. Ils extraient des diamants et les produisent dans des laboratoires depuis longtemps. Si Popigai était une mannequin financière pour une raison quelconque, ils l'auraient probablement exploitée il y a longtemps.