Uno studio su minuscole "inclusioni" di minerali all'interno dei diamanti del Botswana ha dimostrato che i cristalli di diamante possono impiegare miliardi di anni per crescere. È stato scoperto che un diamante contiene materiale silicato formatosi 2,3 miliardi di anni fa al suo interno e un cristallo di granato vecchio di 250 milioni di anni verso il bordo esterno, la più ampia fascia di età mai rilevata in un singolo esemplare. L'analisi delle inclusioni suggerisce anche che il modo in cui il carbonio viene scambiato e depositato tra l'atmosfera, biosfera, oceani e geosfera potrebbero essere cambiati in modo significativo negli ultimi 2,5 miliardi di anni.

"Anche se un gioielliere considererebbe imperfetti i diamanti con molte inclusioni, per un geologo questi sono gli esemplari più preziosi ed emozionanti, ' ha detto il professor Gareth Davies, della Vrije Universiteit (VU) Amsterdam, che ha co-autore dello studio. "Possiamo usare le inclusioni per datare diverse parti di un singolo diamante, e questo ci consente di esaminare potenzialmente come i processi che hanno formato i diamanti potrebbero essere cambiati nel tempo e come questo potrebbe essere correlato al cambiamento del ciclo del carbonio sulla Terra.'

Nello studio sono stati analizzati sedici diamanti provenienti da due miniere del Botswana nordorientale:sette esemplari della miniera di Orapa e nove della miniera di Letlhakane. Un team della VU Amsterdam ha misurato il radioisotopo, contenuto di azoto e oligoelementi delle inclusioni all'interno dei diamanti. Sebbene le miniere si trovino a soli 40 chilometri di distanza, i diamanti delle due fonti presentavano differenze significative nella fascia di età e nella composizione chimica delle inclusioni.

I diamanti Orapa contenevano materiale databile tra circa 400 milioni e più di 1,4 miliardi di anni fa. Le inclusioni di diamanti Letlhakane variavano da meno di 700 milioni e fino a 2-2,5 miliardi di anni. In ogni caso, il team è stato in grado di collegare l'età e la composizione del materiale nelle inclusioni a distinti eventi tettonici che si verificano localmente nella crosta terrestre, come una collisione tra piastre, rifting continentale o magmatismo. Ciò suggerisce che la formazione del diamante è innescata dalle fluttuazioni di calore e dal movimento del fluido magmatico associati a questi eventi.

I diamanti Letlhakane hanno anche fornito una rara opportunità di guardare indietro nel tempo alla Terra primordiale. Le inclusioni più antiche risalgono a prima del Grande Evento di Ossidazione (GOE) circa 2,3 miliardi di anni fa, quando l'ossigeno prodotto dai cianobatteri multicellulari ha iniziato a riempire l'atmosfera, modificando radicalmente i processi di disgregazione e di formazione dei sedimenti e quindi alterando la chimica delle rocce.

'Le inclusioni più antiche nei diamanti contengono una proporzione maggiore dell'isotopo di carbonio più leggero. Poiché la fotosintesi favorisce l'isotopo più leggero, carbonio 12, sul carbonio più pesante 13, questa scoperta del rapporto "leggero" suggerisce che il materiale organico proveniente da fonti biologiche potrebbe essere stato più abbondante nelle zone di formazione dei diamanti all'inizio della storia della Terra di quanto troviamo oggi, ' ha spiegato Suzette Timmerman, autore principale dello studio. “Le temperature più elevate all'interno della Terra prima del GOE potrebbero aver influenzato il modo in cui il carbonio è stato rilasciato nelle regioni di formazione del diamante sotto le placche continentali della Terra e potrebbero essere la prova di un cambiamento fondamentale nei processi tettonici. Però, stiamo attualmente lavorando con un set di dati molto piccolo e abbiamo bisogno di ulteriori studi per stabilire se questo è un fenomeno globale.'