Wie entstehen Diamanten in der Natur?

Diamant ist seit langem der Maßstab für Stärke, Unbesiegbarkeit und Stabilität. Es ist jedoch hilfreich zu wissen, wie Diamanten entstehen.

Nicht wenige Menschen hielten mindestens einmal in ihrem Leben Schmuck mit Diamanten in der Hand. Aber was die Herkunft des Referenzjuwels angeht, sieht es noch viel schlimmer aus. Selbst erfahrene Mineralogen und Geologen können nicht mit absoluter Sicherheit sagen, welche Version wahr ist.

Diamanten wurden lange vor unserer Zeitrechnung bekannt. Es war unmöglich, einen Stein mit solch ungewöhnlichen Eigenschaften zu passieren.

Eine der alten Legenden besagt:

• Diamantkristalle sind Lebewesen;
• sie können unterschiedlichen Geschlechts sein;
• diese Organismen „verbrauchen den himmlischen Tau“;
• sie können an Größe wachsen und sich sogar vermehren.

Die alte indische Mythologie behauptete, dass ein Diamant in der Natur erscheint, wenn fünf grundlegende natürliche Prinzipien kombiniert werden. Diese beinhalten:

• Luft;
• Wasser;
• Erde;
• Himmel;
• Energie.

In alten Manuskripten wurde sofort festgestellt, dass der Diamant sehr hart ist und eine außergewöhnliche Brillanz hat. Es wurde oft geschrieben, dass dieses Mineral "auf dem Felsen, im Meer und auf den Hügeln über den Goldminen" erscheinen kann.

Legenden über Sindbad the Sailor besagen, dass es irgendwo eine ziemlich tiefe Schlucht gibt, in deren Grund die primären Diamantenvorkommen versteckt sind. Aber natürlich korrelierte dies alles sehr schwach mit der Realität.

Wir müssen den Menschen der Antike und des Mittelalters Tribut zollen. Die Suche nach dem wahren Grund für die Entstehung eines Diamanten zeigt, dass das menschliche Denken nie stehen geblieben ist. Und doch konnten die ersten ernsthaften Versionen seines Aussehens erst nach 1797 vorgelegt werden - damals wurde die chemische Zusammensetzung des Minerals genau festgelegt.

Etwas später wurde entdeckt, dass der Unterschied zwischen Diamant, Graphit und verschiedenen Kohlesorten auf die Anordnung der Atome innerhalb der Kristallgitter zurückzuführen ist.

Die Essenz des Konzepts ist die Entstehung dieser Mineralien durch die Bewegung von Magma. Es wird angenommen, dass die meisten von ihnen erst vor 2,5 Milliarden und nicht später als vor 100 Millionen Jahren erschienen sind. Dies geschah in einer Tiefe von etwa 200 km. Dort wurde Graphit gleichzeitig einer hohen Temperatur von etwa 1.000 Grad und einem Druck von 50.000 Atmosphären ausgesetzt.

Eine der Versionen der Version impliziert, dass Halbedelsteine ​​bereits auf der Erdoberfläche gebildet wurden.

Dies geschah als Folge der Lavaerstarrung bei Kontakt mit Luft. Das Problem ist, dass die Temperatur und der Druck in einer solchen Situation nicht zu hoch sind. Aus diesem Grund ist dieses Konzept bei Profis nicht beliebt.

Es gibt eine alternative Annahme, nach der Edelsteine ​​aus ultrabasischen Gesteinen gebildet werden.

Erst später, als das Magma nach oben stieg, wurde ein Stein damit herausgeschleudert. Die überwiegende Mehrheit der Geologen neigt zu diesem Ansatz. Eine Zwischenversion ist, dass Diamanten gebildet werden, wenn Magma bereits begonnen hat, sich nach oben zu bewegen, aber noch nicht den Schlot erreicht hat.

Solche Veränderungen in der Struktur stärken den Stein selbst erheblich und verleihen ihm die auf dem Rohstoffmarkt so geschätzten Eigenschaften.

Ehemalige Diamantenreserven, die mit alten Lagerstätten und Kimberlitrohren verbunden sind, werden immer seltener. Und der Bedarf an Steinen ist groß. Manchmal extrahieren die Bewohner vulkanischer Regionen, einige Zeit nach den Eruptionen, das härteste Mineral aus der erstarrten Lava. Aber die für sein Erscheinen erforderlichen Bedingungen werden nicht nur durch vulkanische Prozesse erreicht, während einige Diamantenforscher nicht nur auf die Tiefen der Erde achten, sondern auch nach oben.

Auch bei der Untersuchung von Meteoritenstücken wurden immer wieder ganze Diamanten (oder deren einzelne Partikel) gefunden. Die Qualität dieser Mineralien war ausgezeichnet.

Als einmal in den Vereinigten Staaten ein Meteorit einschlug, wurden Edelsteine ​​in den Wänden des Kraters gefunden. Aber sie waren etwas anders als die üblichen Optionen. Der Unterschied betrifft nach einigen Quellen die Struktur des Kristallgitters - er spiegelt sich nicht im äußeren Erscheinungsbild wider.

Einige Experten glauben, dass sich bereits Diamanten in den Meteoriten befinden. Wenn sie zerstört sind, sind die Steine ​​„frei“.

Eine populärere Idee ist, dass der Stein bereits beim Aufprall auf die Erdoberfläche erscheint. Dieser Prozess provoziert die Freisetzung von erheblicher mechanischer und thermischer Energie.

Aus diesem Grund steigen sowohl die Temperatur als auch der Druck im Zentrum (wo der Krater verbleibt) stark an. Diese Faktoren führen zu der charakteristischen Umwandlung von Kohlenstoff.

Spektrographische Beobachtungen haben gezeigt, dass in der Sonnenatmosphäre gasförmiger Kohlenstoff (in reiner Form oder in Verbindung mit Stickstoff, Wasserstoff) vorhanden ist. Astronomen und Kosmologen glauben, dass dieses Element auch in den kolossalen Gasklumpen, Staub, enthalten war, die zu den Vorboten aller Planeten wurden. Beim Abkühlen verflüssigten sich die Gase. Nach und nach verteilten sich flüssige Stoffe über die Masse: Die schwereren sanken ab, die leichten schwebten auf.

Flüssige magmatische Massen durchbrachen in der Anfangsphase der Erdentwicklung leicht eine dünne Schicht der Erdkruste. Kohlenstoff reagierte aktiv mit Wasserstoff. Dadurch verlor die Erdkruste nach und nach dieses chemische Element.

Im gegenwärtigen Stadium der geologischen Geschichte unseres Planeten macht es ungefähr 1% aus. Ein solcher Exkurs lässt uns eine äußerlich paradoxe Schlussfolgerung ziehen: Es gibt keine tiefen Widersprüche zwischen vulkanischen und kosmischen Hypothesen.

Der einzige Unterschied besteht darin, wie sie an einen bestimmten Ort gelangt ist. Experten gehen davon aus, dass sich der größte Teil des Kohlenstoffs inzwischen im äußeren Teil des Mantels befindet, weil dort hohe Temperatur und Druck zur Bildung von Verbindungen des Grundstoffes mit Schwermetallen führen. Aber einige der Kohlenstoffatome sind aneinander gebunden.

Sogar die berühmten Wernadskij und Fersman vertraten die Annahme, dass so Diamanten geboren werden. Das Schema der geochemischen Umwandlungen von Kohlenstoff gehört zwei Wissenschaftlern. Nach diesem klassischen Schema sind sowohl Diamant als auch Graphit hauptsächlich in den unteren Schichten der Lithosphäre konzentriert.

Die tiefsten Brunnen der Erde erreichen nur eine Tiefe von 10-12 km. Gleichzeitig erfolgt die Nukleation von Diamanten selbst nach Fersmans Version in Tiefen von mindestens 30-40 km. Dies ist die durchschnittliche Dicke der Erdkruste. Es wird nicht möglich sein, die Mantelversion auf dem aktuellen Stand der Bohrungen zu überprüfen. Zurück zur mantelmagmatischen Version ist darauf hinzuweisen, dass Kohlenstoff sich in Diamanten verwandeln kann, wenn:

• eine chemisch einheitliche Umgebung wird Hunderte von Millionen Jahren bestehen;
• unter Beibehaltung schwacher thermischer Gradienten;
• der Druck wird 5 Tausend Pa stabil überschreiten.

Die entsprechenden Parameter, basierend auf den Konzepten der modernen Geologie, werden in einer Tiefe von 100 bis 200 km erreicht.

Eine weitere unabdingbare Voraussetzung für "Erfolg" ist das Vorhandensein von Diatremen oder Durchbrüchen in der Erdkruste. Auf kontinentalen Plattformen kann magmatische Schmelze, die mit merklichen Mengen an Gasen gesättigt ist, durch sie durchbrechen. Als Ergebnis entstehen die bekannten Kimberlitrohre.

Es gibt auch eine alternative flüssige Version, bei der das stärkste Mineral in geringerer Tiefe kristallisiert. Ausgangspunkt ist der Zerfall von Methan oder dessen unvollständige Oxidation. Das Oxidationsmittel ist ein Gemisch aus Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff und Schwefel. Vier Elemente können sowohl im flüssigen als auch im gasförmigen Aggregatzustand vorliegen.

Aus der Fluidhypothese folgt, dass Diamanten können bei einer Temperatur von 1.000 Grad erscheinen und gleichzeitig mit einem Druck von 100 bis 500 Pascal wirken.

Es ist unpraktisch, an anderen Orten großflächigen Bergbau durchzuführen. Im Laufe der Zeit führen geologische Prozesse zur Zerstörung des oberen Teils der Primärlagerstätten. Diamanten von dort werden von fließendem Wasser weggetragen (und in der Vergangenheit weggetragen). Wenn das Mineral wieder abgelagert wird, erscheinen Placers.

Das Geheimnis der Herkunft von Diamanten finden Sie im nächsten Video.