Depuis 40 ans, on soupçonne Uranus et Neptune de regorger de pierres précieuses. Sans qu’il n’ait été possible de le vérifier. En reproduisant en laboratoire les conditions planétaires existant sur les deux géantes gazeuses, on a pu confirmer ce soupçon
Si l’on était sur Terre, on pourrait dire qu’il « pleut » des diamants sur ces planètes. En fait, dans les faits, ils doivent plutôt « ruisseler ». Pour les explorateurs en quête de richesse, nous sommes loin des deux planètes : 2,9 milliards de km pour Uranus, 4,5 milliards pour Neptune.
Ce qui a mis la puce à l’oreille des astronomes depuis le début des années 80, c’est que compte tenu de la pression atmosphérique sur ces planètes et de la chaleur intense qu’elle doit entraîner1, il paraissait logique que le carbone se transforme en pierres précieuses. Restait à le prouver.
Changer le polystyrène en diamant
C’est ce qu’on fait les scientifiques du SLAC, l’accélérateur de particules de l’université de Stanford. Dans une étude parue au début de l’année 2024, ils expliquent comment ils ont recréé les conditions qui règnent à la surface de ces planètes. Le tout en bombardant un film plastique de rayons X pour le faire chauffer et lui imprimer une pression équivalente à celle des deux astres. Comme il est composé d’atomes d’hydrogènes et de carbone, le polystyrène utilisé est un bon client. Et l’on a constaté que des nanodiamants se formaient à des pressions et températures moindres que ce qui règne à la « surface » glacée de ces planètes. Ils doivent donc pouvoir se former plus haut dans l’atmosphère et glisser ainsi par convection jusqu’au cœur des planètes. Et comme on est sur des échelles très supérieures, les diamants (et autres pierres précieuses, potentiellement) devraient peser plusieurs kilos. Ça fait rêver…
Mieux, leur étude explique que ces pluies de diamants pourraient être encore plus fréquentes que prévu. Elles pourraient concerner 1900 exoplanètes appelées « mini-neptune ».
Plus concrètement, pour ceux qui se demandent pourquoi dépenser de l’argent pour explorer le ciel, l’expérience ouvre la voie d’une fabrication plus aisée de diamants utilisés pour l’industrie, application qui intéresse les domaines médicaux ou électronique notamment.
Des millions d’années et 700 kilomètres sous terre
Car les diamants naturels se font rares. Sur Terre, c’est entre 200 et 700 kilomètres sous la surface qu’il faut chercher les conditions nécessaires à leur création qui prend plusieurs millions d’années. Il y règne une bonne température à 1 500 °C et une pression de 70 000 atmosphères pour que le carbone ainsi traité se cristallise. Plus chaud, ce serait du simple graphite.
Mais ce n’est que la partie fabrication. Parce que pour être ramené à la surface ou pas trop loin où on pourra aller le chercher, il faut compter sur des volcans. Mais pas tous : ceux dont le magma très fluide remonte à des vitesses supersoniques, charriant avec lui les diamants qui n’ont pas le temps de s’endommager. Très fréquents encore il y a 120 millions d’années, ces volcans se sont raréfiés : le dernier a explosé il y a 3 millions d’années. Autant dire qu’on n’est pas près de renouveler le stock.
C’est cette rareté qui explique leur valeur. Du moins pour notre société. Lorsque les premiers bijoux sont apparus, il y a un peu moins de 100 000 ans, on pense que c’est plus l’aspect esthétique que la rareté qui faisait le bijou. C’est peu à peu, avec le capitalisme et la mondialisation au XVIIIe siècle, que la notion de rareté a pris autant d’importance que la beauté et que le diamant a fini par supplanter en valeur marchande les autres pierres, précieuses ou semi-précieuses.
Jean Luc Eluard
- des pressions de 150 gigapascals environ et des températures de l’ordre de 5.000 Kelvin (4 726 °c) pour Neptune. A titre de comparaison, sur Terre la pression moyenne au niveau de la mer est de 1013 hectopascals et de 15°C soit 288 Kelvin ↩︎
