Dernièrement, la presse s’est emparée d’une publication scientifique plutôt sensationnelle : il existerait des océans de diamants liquides à la surface des noyaux de planètes géantes comme Neptune ou Uranus ! Imaginer des iceberg de carbone flottant sur une mer de diamant a de quoi émerveiller l’imaginaire de chacun. Mais cette idée est-elle si farfelue que cela ? En définitive, non. Elle repose même sur un travail scientifique de longue halène, initié en 1981 par Marvin Ross et même suggéré par Arthur C. Clarke dans la suite de 2001 : L’odyssée de l’espace.

En 1999, des chercheurs de l’Université de Berkeley (Californie, USA) montraient comment le curieux climat de Neptune et d’Uranus favorisait de spectaculaires pluies de diamants dans leur atmosphère [1]. Ces planètes, qui contiennent une forte proportion de méthane, possèdent aussi des conditions de pression et de températures hautes suffisantes pour convertir les molécules de CH4 en diamants ou en hydrocarbures complexes. Cette géochimie exotique serait également présente sur certaines naines brunes. Leurs expériences utilisaient un rayon laser focalisé dans du méthane liquide conditionné à plusieurs centaines de milliers de pressions atmosphériques (105 atm). Le liquide pressurisé était alors chauffé à quelques 5000°F, et des diamants apparaissaient alors dans l’enceinte réactionnelle. Leurs résultats furent publiés dans la revue Science.

Uranus et Neptune sont donc bien à même de former du diamant dans leur atmosphère. Mais comment s’imaginer des océans de diamants liquides ? Le diamant est une structure carbonée ordonnée, et l’état liquide du carbone sous-entend un état désordonné de la matière, de plus la fusion du diamant entraîne la formation de graphite à pression ambiante et une phase liquide de diamant n’a ainsi jamais été observée en laboratoire. Dans ces conditions, comment peut-on parler d’océans de diamants liquides ? Les travaux des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory, publiés en janvier dans la revue Nature Physics, apportent un début de réponse à ce paradoxe [2].

Les physiciens ont dû reproduire des conditions extrêmes afin de mettre en évidence un tel résultat. Ils sont donc exercé sur du diamant solide des pressions de l’ordre de 40 millions d’atmosphère à l’aide de faisceaux lasers, et obtenu une transition de phase ne débouchant pas sur la formation de graphite. La pression a ensuite été abaissée entre 11 et 25 millions d’atmosphère. Dans ces conditions, des fragments de diamant solide sont réapparus et se sont mis à flotter à la surface du liquide, comme des glaçons dans un verre d’eau.

La formation d’océans de diamants nécessite donc des conditions thermodynamiques particulières, qui correspondent avec celles présentes dans les profondeurs des planètes gazeuses comme Uranus et Neptune. L’idée d’océans de diamant jalonnés d’immenses icebergs de pierre précieuse est donc tout à fait crédible. Reste que de telles richesses nous semblent bien inaccessibles, au vu des conditions dantesques qui règnent sur ces océans merveilleux.