Einführung
Diamanten sind seltene, schöne und geheimnisvolle Edelsteine mit außergewöhnlichen physikalischen Eigenschaften. Sie können nur von anderen Diamanten zerkratzt werden, wodurch sie ihren Glanz behalten und sich gut polieren lassen. Diamanten wurden über alle Generationen hinweg als kostbare Edelsteine verwendet. Im alten Indien wurden Diamanten als religiöses Symbol verwendet, während die frühe Menschheitsgeschichte darauf hinweist, dass Diamanten für Werkzeuggravuren verwendet wurden. Mit dem Anstieg der Nachfrage im 19. Jahrhundert stieg die Beliebtheit von Diamanten. Das Wachstum der Weltwirtschaft, verbesserte Polierfähigkeiten und innovative Kampagnen sind einige der Faktoren, die ebenfalls zur Popularität von Diamanten beigetragen haben. Diamanten werden nach Farbe, Karat, Schliff und Reinheit beurteilt.
Damit Diamanten die Erdoberfläche erreichen, haben sie eine Reise hinter sich, die 3 Milliarden Jahre dauert. Experimente am Diamanten und seine hohe Dichte sind ein deutlicher Hinweis darauf, dass Diamanten unter sehr hohem Druck kristallisieren. Diamanten entstehen durch geologische Prozesse tief im Erdinneren, in einer Tiefe von mehr als 250 Meilen im Erdmantel. Nach der Entstehung tragen weitere geologische Prozesse dazu bei, dass Diamanten an die Oberfläche gelangen.
Bildung von Diamanten
Für die Bildung eines Diamanten ist ein hoher Druck erforderlich, in der Regel zwischen 50 und 60 Kilobar. Die dazugehörige Temperatur sollte relativ niedrig sein, normalerweise zwischen 900 und 1300 Grad Celsius. Deshalb bildet sich Diamant nur im Erdmantel, weil dies der einzige Ort ist, an dem solche Bedingungen herrschen.
Das Schmelzen von Gesteinen im Erdmantel oder an der Oberfläche der Erde liefert den Kohlenstoff, aus dem die Diamanten bestehen. Wechselnde Temperaturen im oberen Teil des Erdmantels zwingen die Kohlenstoffatome normalerweise dazu, tiefer in die Kruste zu wandern, wo sie schmelzen und ein neues Gestein mit niedrigerer Temperatur bilden. Wenn Druck und Temperatur während des Schmelzvorgangs stimmen und sich die richtigen Atome verbinden, entsteht ein Diamant.
Wenn der Druck sinkt oder die Temperatur steigt oder beides, kann der gebildete Diamantkristall schmelzen oder sich im inneren Teil des Mantels auflösen. Wenn sich der Diamant gebildet hat, kann es Millionen von Jahren dauern, bis er an die Oberfläche gelangt.
Der in den Diamanten enthaltene Kohlenstoff kann sowohl aus organischen als auch aus anorganischen Quellen stammen. Eklogitische Diamanten werden aus organischen Stoffen gebildet, die durch einen als Subduktion bezeichneten Prozess von der Erdoberfläche tief in den Erdmantel gedrückt werden. Harzburgitische Diamanten bestehen aus anorganischem Kohlenstoff, der aus dem Erdmantel stammt. Eine genauere Untersuchung der beiden Diamanten zeigt, dass sie ein unterschiedliches Kohlenstoffverhältnis aufweisen.
Die Kristallstruktur von Diamant hat eine kubische Anordnung der Atome, was zu vielen verschiedenen Facetten führt, die ein Würfel, ein Tetrakis-Hexaeder oder ein Rhombikosidodekaeder sein können. Der Diamantkristall kann verlängerte oder abgerundete Kanten haben. Diamantkristalle können ineinander verschlungen oder einzeln vorkommen. Diese Merkmale und Formen von Diamanten sind das Ergebnis der äußeren Bedingungen während der Entstehung.
In anderen Fällen sind sehr kleine Diamanten, so genannte Nanodiamanten oder Mikrodiamanten, das Ergebnis starker Einschläge in Meteoritenkratern. Bei solchen Ereignissen führt hoher Druck in Kombination mit relativ niedriger Temperatur zur Bildung von Diamanten.