Wie entstehen eigentlich natürliche Diamanten?

"Diamonds are a girls best friend." Das ist wohl eines der bekanntesten Zitate zu diesen wunderschönen Glitzerfreunden. Aber woher kommen Diamanten eigentlich und wie entstehen sie? Ein kleiner Exkurs in die Fachwelt.



Die Entstehung von Diamanten

Der Grundstoff für Bleistiftminen ist Graphit – also fester und reiner Kohlenstoff, dessen einzelne Ebenen sich leicht voneinander trennen lassen und so einen sichtbaren Strich auf einem Blatt Papier hinterlassen. Die einzige andere Art, in der reiner Kohlenstoff in fester Form vorkommt, ist der Diamant. Überraschend ist, dass der Kohlenstoff in Form des Diamanten das härteste aller Elemente ist, als Graphit hingegen das drittweichste Element nach Rubidium und Cäsium.
Vereinfacht ausgedrückt, liegt dies an der Anordnung der Kohlenstoff-Atome. Bei Graphit sind diese zweidimensional aufgebaut und bilden hauchdünne Ebenen, die untereinander nur schwach haften. Der Diamant besitzt dagegen eine dreidimensionale Atomstruktur, die ihm seine enorme Festigkeit verleiht.
Und da beide Formen aus Kohlenstoff bestehen, kann unter den richtigen Bedingungen Graphit zum Diamanten werden und umgekehrt.

Aufgrund der besonderen Elektronenkonfiguration können mit Kohlenstoff hochkomplexe Moleküle gebildet werden. Deshalb ist dieses Element auch eine Grundlage für alles Leben auf der Welt. Jedes Tier und jede Pflanze besteht zu einem hohen Prozentsatz aus Kohlenstoff. Ein Mensch enthält zum Beispiel rund 20 Prozent Kohlenstoff.

Feiere deine Ecken und Kanten – Diamanten sind auch nicht rund!

Druck und Temperatur

Um aus Graphit Diamanten zu erzeugen, benötigt man einen Druck von mindestens 20.000 bar und eine Temperatur von mindestens 1.500° Celsius. Für die wirtschaftliche Erzeugung synthetischer Diamanten wird der Druck sogar auf 60.000 bis 80.000 bar erhöht. Wenn man daran denkt, dass der Druck beim Tauchen pro 10 Meter Wassertiefe um ein bar steigt, kann man sich leichter vorstellen, wie ungeheuer groß der Druck sein muss, um einen Diamanten zu erhalten.

Der gleiche Prozess findet auch im Erdinneren statt, wenn Kohlenstoff typischerweise in einer Tiefe von 150 Kilometern bei 1200° C bis 1400° C zu Diamanten umgewandelt wird. Ein Teil dieser Diamanten ist, nach Meinung von Wissenschaftlern der kanadischen Universität von Alberta, organischen Ursprungs. Ralf Tappert und seine Kollegen hatten Diamanten der Jagersfontein-Mine in Südafrika untersucht, die sich in Tiefen von mehr als 250 Kilometern gebildet haben müssen. Als die Wissenschaftler die Kohlenstoff-Isotope der Steine untersuchten, fanden sie einen deutlich höheren Anteil von 12C als in den sonstigen Diamanten der Mine, die sich in geringeren Tiefen gebildet hatten. Da dies ein typisches Anzeichen für organische Überreste ist, schließen die Wissenschaftler, dass der Kohlenstoff der Diamanten offenbar aus den Sedimenten abtauchender Platten stammt.

Algen, Bäume oder auch Tiere haben in ihren Körpern Kohlenstoff angesammelt. Daraus bildet sich Kohle (pflanzlich) oder Erdöl und Erdgas (tierischen Ursprungs). Wenn solche fossilen Lagerstätten gemeinsam mit den Kontinentalplatten wieder in das Erdinnere eintauchen und eine entsprechende Tiefe erreichen, können sich Diamanten bilden. Der einzige bekannte Weg, um an diese Diamanten zu gelangen, ist ein Vulkanausbruch. Eingehüllt in Kimberlit-Gestein überstehen die kostbaren Diamanten die Reise. Das geschieht äußerst selten. Und wer weiß, möglicherweise ist Ihr Diamant Teil eines Urzeit-Waldes oder gar eines Sauriers. Eine phantastische Vorstellung.

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