Diamanten zijn niet alleen de beste vriend van een vrouw. Ze zijn ook de beste vrienden van geologen. Deze edelstenen bevatten soms ongelooflijk zeldzame of onzichtbare elementen die de diepste geheimen onthullen die in de ingewanden van onze aarde zijn begraven. Door dergelijke vondsten te analyseren, konden wetenschappers raden wat er onder de grond zit en zelfs enkele feiten uit de geschiedenis van onze aarde onthulden. In zeldzame gevallen komen diamanten uit de ruimte.
10. Ringwoodite
Wetenschappers geloven dat er een oceaan in de aardmantel zit. Deze oceaan bevindt zich in een groen mineraal genaamd ringwoodiet, waarvan afzettingen alleen bestaan tussen de onderste mantel en de overgangszone in de aarde, die 515 kilometer dik is. De overgangszone bevindt zich tussen de boven- en ondermantel.
Ringwoodiet is niet te vinden op het aardoppervlak omdat het alleen kan worden verkregen onder de waanzinnig hoge druk die diep onder de grond zit. Wetenschappers bereikten het verschillende keren, maar elke keer veranderde het mineraal van vorm in afwezigheid van enorme ondergrondse druk. Geochemicus Graham Pearson slaagde er echter in om ringwoodiet in zijn natuurlijke vorm te verkrijgen.
Ringwoodite zat vast in een diamant gevonden in een mijn in Juina, Brazilië. Pearson en zijn collega's hebben gesuggereerd dat het mineraal tijdens de aardbeving naar de oppervlakte is gekomen. Pearson deed de ontdekking per ongeluk. Hij probeerde de diamant te dateren toen hij ontdekte dat er ringwoodiet in zat.
Promotie video:
9. Perovskiet calciumsilicaat
Paradoxaal genoeg is silicaatperovskiet een zeldzaam mineraal, hoewel het het meest voorkomende mineraal op aarde is. Wetenschappers geloven dat 38 procent van het aardvolume uit silicaatperovskiet bestaat. Het wordt echter zo zelden gevonden dat het eerste monster afkomstig was van een meteoriet waarvan wordt aangenomen dat deze is afgesplitst van een andere planeet. Silicaatperovskiet kunnen we op aarde niet bereiken omdat het alleen in de aardmantel wordt aangetroffen.
Dat veranderde echter toen wetenschappers een stabiel monster van het mineraal ontdekten in een diamant, slechts 1 kilometer onder de grond bij de diamantmijn van Cullinan in Zuid-Afrika. Het bleek calciumsilicaat perovskiet (CaSiO3) te zijn, waarvan wordt aangenomen dat het het vierde meest voorkomende mineraal op aarde is.
Interessant is dat de diamant die het monster bevatte een van de zeldzaamste diamanten op aarde is. Het bevindt zich ongeveer 700 kilometer onder de grond, waar de druk 240.000 keer die van het oppervlak is. Wetenschappers geloven dat een monster van calciumsilicaat perovskiet tijdens de vorming in de diamant vastzat.
8. IJs
Zoals we eerder vermeldden, hebben wetenschappers de veronderstelling naar voren gebracht dat er een oceaan in de aardmantel zit. Wetenschappers geloven dat deze oceaan is ontstaan toen water uit de oceanen van de planeet samen met delen van de aardkorst ondergronds ging.
Wetenschappers weten dat de aardkorst nog steeds in de mantel zakt. Maar ze kunnen niet bepalen hoe lang het al bezig is en hoe groot de ondergrondse oceaan is. Voor zover we weten, bestaat het misschien niet eens. Recente ontdekkingen suggereren echter dat het wel bestaat.
In maart 2018 werd bekend dat wetenschappers ijsmonsters hadden ontdekt die waren 'verborgen' in diamanten die zich in de aardmantel vormden. Ze geloven dat het ijs is gemaakt van water dat in de mantel is "getrokken". Deze ontdekking wordt interessanter als we ons realiseren dat het erg heet is in de aarde en dat er zich geen ijs vormt in een hete omgeving.
Wetenschappers noemen dit ijs VII, en het vormt zich alleen op een diepte van 610 tot 800 kilometer onder de grond, waar de druk hoger is dan 24 gigapascal. Tot nu toe zijn er drie ijs-VII-monsters gevonden in diamanten: twee ervan zijn gevonden in mijnen in Zuid-Afrika en de derde in een mijn in China.
7. Vloeibare metalen
Alle grote diamanten die ooit zijn gevonden, werden diep in de mantel gevormd op diepten tussen 322-805 kilometer. Deze diamanten bevatten soms onzuiverheden die eigenlijk metalen zijn die in de aardmantel aanwezig zijn. Wetenschappers bestuderen deze diamanten vaak om een idee te krijgen van wat er in de mantel zit.
Na analyse van 53 van deze diamanten, ontdekten wetenschappers dat de aardmantel veel ijzer en nikkel bevat, evenals sporen van methaan, waterstof en granaat. Interessant genoeg vonden ze geen spoor van zuurstof. Dit is in tegenspraak met de veronderstelling dat er een grote hoeveelheid zuurstof in de mantel zit.
6. Harzburgiet-insluitsels
Je hebt waarschijnlijk nog nooit gehoord van harzburgiet-insluitsels, een soort gesteente. Het is een subcategorie van peridotietgesteenten, de meest voorkomende gesteenten die in de aardmantel worden aangetroffen. Vanwege hun overvloed in de mantel dateren wetenschappers diamanten vaak op basis van de harzburgitische insluitsels die ze bevatten.
Verschillende onderzoekers van de Vrije Universiteit van Amsterdam hebben een interessante ontdekking gedaan door 26 diamanten te dateren die harzburgiet-insluitsels bevatten. Negen van deze diamanten werden ongeveer drie miljard jaar geleden gevormd, toen een groot continent zich opsplitste in kleinere continenten, waardoor de temperatuur diep onder de grond enorm steeg.
De onderzoekers ontdekten dat 10 van de diamanten slechts 1,1 miljard jaar oud waren, wat erg klein is op aarde. Het was zelfs de eerste keer dat wetenschappers diamanten vonden die een miljard jaar oud zijn. Deze edelstenen zijn doorgaans enkele miljarden jaren oud omdat de aarde destijds extreem heet was. En een miljard jaar geleden was de planeet te koud om diamanten te vormen.
Wetenschappers zijn echter van mening dat de vereiste temperatuur werd geleverd door een krachtige vulkaanuitbarsting die plaatsvond op het grondgebied van het moderne Zimbabwe. Hun ontdekking maakt een nieuwe kijk op de technologie van diamantwinning mogelijk, aangezien ontwikkelaars in veelbelovende mijnen vaak de ouderdom van harzburgiet-insluitsels controleren.
5. Boriummolecuul
Het karaatgewicht is doorgaans een van de factoren die de waarde van een diamant bepalen. Hoe hoger het karaatgewicht, hoe hoger de prijs, en vice versa. De kleur van de diamant (die te wijten is aan de aanwezigheid van andere mineralen) heeft echter ook invloed op de prijs. Hoe zeldzamer het is, hoe hoger de prijs. Blauwe diamanten zijn de op een na zeldzaamste diamanten en ze zijn vrij duur. (Rode diamanten zijn de zeldzaamste).
In 2016 werd een Cullinan Dream blauwe diamant van 24,18 karaat geveild voor $ 23 miljoen. Blauwe diamanten zijn zeldzaam omdat ze de diepste diamanten zijn. Ze vormen diep in de onderste mantel tussen 410-660 kilometer onder de grond. Ter vergelijking: gewone diamanten vormen zich tussen de 150-200 kilometer onder de grond.
De kleur van blauwe diamanten is te wijten aan het boor dat ze bevatten, dat zelden ondergronds wordt aangetroffen. De meeste boorreserves in de wereld bevinden zich aan de oppervlakte in de oceanische korst van de aarde. Dus hoe kwam boor in de onderste mantel terecht en zelfs in de diepste en op een na grootste diamant ter wereld?
Wetenschappers zijn onzeker, maar ze speculeren dat boor de grond binnendringt wanneer een dichtere tektonische plaat naar beneden valt en onder een minder dichte tektonische plaat zinkt. Dan valt boor uit een dichte tektonische plaat samen met methaan, waterstof en oceaanwater ondergronds.
4. Kyaniet
Hoewel zeldzaam, worden soms andere edelstenen zoals robijn of kyaniet in diamanten gevonden. We hebben al gezegd dat diamanten blauw zijn als ze boor bevatten, maar ze kunnen ook blauw zijn omdat er kyaniet in zit.
Kyaniet kan ook grijs, groen, oranje, wit, geel of zelfs kleurloos zijn. Blauwe kyaniet is het meest waardevol, hoewel witte kyaniet minder vaak voorkomt. Frauduleuze verkopers geven blauwe kyaniet soms door als een duurdere saffier.
3. Gemuteerde koolstofatomen
Pure koolstof is er in drie hoofdvormen: diamant, grafiet en buckminsterfullereen. Wetenschappers hebben echter twee andere vormen ontdekt die gemuteerde vormen van koolstof bevatten, waardoor ze harder zijn dan diamant. Interessant is dat wetenschappers het bestaan van deze kristallen voorspelden lang voordat hun bestaan werd bevestigd.
Superharde kristallen werden niet op aarde gevonden. In plaats daarvan bevonden ze zich in de Ureilite-klasse Havero-meteoriet die in 1971 in Finland viel. Meteorieten van dit type bevatten vaak grafiet en diamanten.
Wetenschappers geloven dat de superharde kristallen oorspronkelijk grafiet waren, dat opwarmde toen de meteoriet de atmosfeer van de aarde binnendrong. Dit veroorzaakte een chemische reactie die ervoor zorgde dat de koolstofatomen muteerden, waardoor een superhard kristal ontstond.
Helaas konden wetenschappers de hardheid van de kristallen niet bepalen omdat ze te klein waren. Ze waren echter harder dan diamant omdat ze niet met diamantgruis konden worden gepolijst.
2. Koolstof-12
In 1983 ontdekten onderzoekers van de Curtin University in Jack Hills in West-Australië 22 diamanten in verschillende zirkonia-kristallen. Onderzoek naar diamanten heeft aangetoond dat ze zijn samengesteld uit koolstof-12 (ook bekend als lichte koolstof). De vondst was verrassend omdat diamanten, die enorme hoeveelheden koolstof-12 bevatten, alleen worden gevormd als er levende organismen in de buurt zijn.
Wetenschappers hebben ontdekt dat diamanten 4,2 miljard jaar geleden werden gevormd en zirkonium - 4,4 miljard jaar geleden. Wetenschappers hebben altijd geloofd dat het eerste eencellige organisme 3,5 miljard jaar geleden verscheen. Diamanten hebben echter bewezen dat eencellige organismen waarschijnlijk bestonden tijdens de Gadeïsche eeuw, 700 miljoen jaar eerder.
In die tijd was de aarde een vreselijke plek om te leven, zelfs voor de kleinste organismen. Het was erg heet op de planeet. In plaats van water was de oceaan gevuld met magma onder ultrahoge druk. Wetenschappers vermoeden dat als koolstof-12 werd gemaakt door levende organismen, het door meteorieten naar de aarde zou kunnen worden gebracht.
1. Ferropericlase
Het is zeldzaam om diamanten te vinden die zich erg diep in de aardmantel hebben gevormd. Onderzoekers van het Gemological Institute of America denken echter dat ze mogelijk verschillende van deze mineralen hebben gevonden. Deze diamanten bevatten ferropericlase, dat diep in de aardmantel wordt aangetroffen.
Ferropericlase-bevattende diamanten zijn gemakkelijk herkenbaar omdat ze iriserend zijn. Ze veranderen van kleur afhankelijk van de hoek waaronder ze worden bekeken en de invalshoek van het licht - zoals bij een zeepbel. Niemand weet waarom ferropericlase-diamanten zich zo gedragen, maar een van de mogelijke redenen is de aanwezigheid van magnesioferriet erin.
Niet alle diamanten die ferropericlase bevatten, kunnen echter in verschillende kleuren sprankelen. Sommige zijn gewoon doorschijnend bruin. Bovendien is de aanwezigheid van ferropericlase niet voldoende bewijs dat de diamant in de mantel is gevormd. Deze diamanten kunnen ook hoog boven de mantel ontstaan waar kwarts schaars is.