Of ze nu te vinden zijn in een verlovingsring of een antieke ketting, diamanten genereren meestal snelle reacties van hun ontvangers. Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek toont diep in de aarde, snelle reacties tussen ondergedompelde tektonische platen en de mantel op specifieke diepten kunnen verantwoordelijk zijn voor het genereren van de meest waardevolle diamanten.

De diamanten die het vaakst over de hele wereld worden gedolven, worden gevormd in de aardmantel op een diepte van ongeveer 150-250 kilometer (93-155 mijl). Ze worden gecreëerd door extreme druk en temperatuur van ten minste 1050 graden Celsius (1922 graden Fahrenheit). Slechts een kleine hoeveelheid van deze diamanten bereikt de mijnbare regio's, aangezien de meeste worden vernietigd tijdens het bereiken van de aardkorst via vulkaanuitbarstingen in de diepe bron.

Maar een klein deel van de gedolven diamanten, zogenaamde sublithosferische of superdiepe diamanten, worden gevormd op veel diepere diepten dan andere, meestal in twee rijke zones op een diepte van 250-450 kilometer (155-279 mijl) en 600-800 kilometer (372-497 mijl). Deze diamanten onderscheiden zich van anderen door hun samenstelling, die af en toe materialen uit de diepe aarde bevatten zoals majorietgranaat, ferroperiklaas en bridgmaniet.

"Hoewel slechts 1 procent van de totale gedolven diamanten bestaat, het lijkt erop dat veel grote en zeer zuivere diamanten superdiepe diamanten zijn, dus ze hebben een goede waarde als edelstenen, " zei Feng Zhu, de hoofdauteur van de nieuwe studie in Geofysische onderzoeksbrieven , een tijdschrift van de American Geophysical Union, die een postdoctoraal geologieonderzoeker was aan de Universiteit van Michigan toen hij het onderzoek uitvoerde.

Geen enkele eerdere theorie heeft de reden volledig verklaard waarom er zeer weinig diamanten zijn gevonden in de buurt van het oppervlak van het gebied op een diepte van 450-600 kilometer (372-497 mijl) - het gebied tussen de zones waar de meeste superdiepe diamanten worden gevormd.

De nieuwe studie probeert dit fenomeen te verklaren. Zhu, nu een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Hawai'i, en zijn collega's geloven dat de twee superdiepe gebieden waar diamanten worden gevormd rijk zijn aan edelstenen vanwege de hoge productiesnelheden. De nieuwe studie legt uit wat de diamantproducerende reactie in sommige gebieden drijft en wat deze in andere gebieden vertraagt.

Diamantvorming

Volgens de auteurs is diamanten kunnen zich overal in de mantel vormen, die zich uitstrekt van ongeveer 35 tot 2, 890 kilometer (21-1, 800 mijl) onder het aardoppervlak. Echter, mensen zien zelden de meeste gevormde diamanten. Zeer weinig diamanten overleven de vulkanische reis naar de aardkorst waar we ze kunnen bemonsteren.

Dat betekent de kansen om diamanten uit diepe streken in de mantel te vinden, die relatief weinig van de edelstenen produceren, is extreem klein. Slechts 1 procent van de gedolven diamanten komt uit superdiepe gebieden.

"In onze hypothese de productie van diamanten op elke diepte in de mantel is mogelijk, het is gewoon de productiesnelheid is anders, zodat ze een andere kans hebben om in de korst te worden bemonsterd, ' zei Zhu.

Diamanten maken

Om de extreme druk na te bootsen die diep in planeten wordt ervaren, de auteurs van het onderzoek gebruikten diamanten aambeeldcellen en een 1, 000 ton multi-aambeeld apparaat aan de Universiteit van Michigan. Met beide apparaten kunnen onderzoekers materiaal van submillimeterformaat onder extreme druk comprimeren. Ze comprimeerden magnesiumcarbonaatpoeder met ijzerfolie in extreme hitte en slaagden erin om minuscule diamantkorrels te creëren die zichtbaar zijn door scanning-elektronenmicroscopen.

Ze ontdekten dat wanneer de omstandigheden goed zijn, diamantkorrels kunnen zich zo snel vormen als elke paar minuten, en duurde nooit langer dan een paar uur om te vormen, hoewel de groei van edelsteendiamanten veel langer kan duren in een daadwerkelijke smeltende vloeistofomgeving.

In het ondiepere gebied dat rijk is aan superdiepe diamantvorming, 250-450 kilometer (155-279 mijl) naar beneden, een subducerende tektonische plaat duwt onder de aardmantel. Dit levert veel carbonaat, die "fabrieken op een transportband" creëert voor diamanten in combinatie met het ijzer uit de mantel, zeiden de auteurs.

Hoge temperaturen bevorderen reacties die diamanten vormen, maar druk doet het tegenovergestelde. Op diepten van ongeveer 475 kilometer (295 mijl) onder het oppervlak, de druk neemt toe, en de reacties vertragen drastisch, zeiden de auteurs. Dat is de reden waarom er maar weinig diamanten worden gevonden in de buurt van het aardoppervlak, afkomstig van 450-600 kilometer (372-497 mijl).

"Als je druk de diamantstabiele regio bereikt, het zal vormen. Maar wanneer u de druk verhoogt, zal deze zich tegen lagere tarieven vormen. Je hebt daar een ruil, ' zei Zhu.

Een uitzondering op deze regel is in het diepere gebied van 600-800 kilometer (372-497 mijl) onder het oppervlak. In deze regio, ophoping van carbonaat als gevolg van de stagnatie van naar beneden duwende tektonische platen compenseert de overdosis aan druk. Dus terwijl de reacties vertragen, hogere temperaturen en een overvloed aan carbonaat zorgen voor een diamantrijk gebied.

Zhu zei dat de nieuwe studie bijdraagt ​​aan het begrip van wetenschappers van de aardmantel, waarover relatief weinig met zekerheid bekend is.

"Superdiepe diamantinsluitsels brengen ons de enige minerale monsters uit de diepe mantel van de aarde, "zei hij. "Zien is geloven, en deze insluitsels bieden een solide basis voor de studies over de ontoegankelijke mantel."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.