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Freitag, 21.09.2018
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Erde enthält Billiarden Tonnen Diamanten

Wurzeln der Kratone könnten zu ein bis zwei Prozent aus Diamant bestehen

Schatz in der Tiefe: Unter unseren Füßen könnten sich mehr als zehn Billiarden Tonnen Diamanten verbergen – tausendfach mehr als bisher gedacht, wie eine seismische Studie enthüllt. Demnach besteht das Gestein der tiefsten Kontinentwurzeln zu einem bis zwei Prozent aus Diamant. Dumm nur: Dieser reiche Schatz liegt mehr als 100 Kilometer tief unter der Erdoberfläche – jenseits der Reichweite selbst der tiefsten Bohrungen.
Das Gestein der Kontinentwurzeln könnte tausendfach mehr Diamanten enthalten als bisher gedacht.

Das Gestein der Kontinentwurzeln könnte tausendfach mehr Diamanten enthalten als bisher gedacht.

Diamanten sind als Edelsteine kostbar und begehrt, doch eigentlich sind sie nichts weiter als unter Hitze und hohem Druck komprimierter Kohlenstoff. Die meisten von ihnen entstanden in rund 150 bis 200 Kilometern Tiefe im Erdmantel und wurden dann von urzeitlichen Vulkanen weiter nach oben befördert. Einige besonders große Diamanten könnten sogar einen noch tieferen Ursprung haben.

Als "Brutstätte" der Diamanten gelten dabei die Kratone, die in den Erdmantel hineinragenden Wurzeln der Kontinente. Geformt wie umgekehrte Berge, können diese Kontinentwurzeln bis zu 320 Kilometer weit in den Erdmantel hineinragen.

Rätselhafte Beschleunigung


Doch gerade die Kratone und ihre tiefliegenden Spitzen geben Geologen schon länger Rätsel auf: Wenn Bebenwellen und andere seismische Wellen diese Kratonwurzeln passieren, beschleunigen sie plötzlich ihr Tempo bis auf über 4,7 Kilometer pro Sekunde. "Diese Geschwindigkeiten sind höher, als man mit den nach gängiger Ansicht dort vorhandenen Gesteinskomponenten erklären kann", sagt Ulrich Faul vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).


Was aber steckt dann dahinter? Auf der Suche nach der Ursache haben Faul, Erstautor Joshua Garber von der Pennsylvania State University und ihre Kollegen seismische Messdaten mit einem virtuellen Experiment kombiniert. Sie nutzten das Wissen um die seismischen Eigenschaften verschiedener Mineralien und Gesteine, um am Computer virtuelle Kratonwurzeln zusammenzustellen. In einer Simulation testeten sie anschließend, wie schnell Bebenwellen diese Testgesteine passieren.

Die "Brutstätte" der Diamanten sind die Kratone, die tiefen Wurzeln der Kontinente.

Die "Brutstätte" der Diamanten sind die Kratone, die tiefen Wurzeln der Kontinente.

Ein bis zwei Prozent Diamant


Das überraschende Ergebnis: Nur eine einzige Gesteinsmischung passt zu den gemessenen Wellengeschwindigkeiten. Diese besteht aus knapp 80 Prozent Peridotit, dem häufigsten Gestein des Erdmantels, sowie mindestens 20 Prozent Eklogit, einem basaltischen Umwandlungsgestein. Das Entscheidende aber: Zusätzlich muss die Kratonwurzel ein bis zwei Prozent Diamant enthalten – das ist mindestens tausendfach mehr als bisher angenommen.

Doch nach Ansicht der Wissenschaftler ist dies die einzige plausible Erklärung: "Das ist zwar nur ein Indizienbeweis, aber wir sind alle Möglichkeiten durchgegangen- und dies ist das einzige, das als plausible Erklärung übrig geblieben ist", sagt Faul. Ein Gehalt von etwa zwei Prozent Diamant könnte die hohen Geschwindigkeiten der Scherwellen erklären und würde trotzdem noch gut zu den geologischen Parametern passen, so die Forscher.


Enormer Schatz – aber unerreichbar


Das aber bedeutet: Insgesamt verbergen sich tief unter unseren Füßen zehn Billiarden Tonnen Diamanten. Das zeigt, dass Diamant gar kein so seltenes Mineral ist, sondern nach geologischen Maßstäben sogar relativ häufig", sagt Faul. "Wir können diese Diamanten zwar nicht erreichen, dennoch gibt es dort unten weitaus mehr davon, als wir jemals gedacht hätten."

Die Gefahr eines neuen Diamanten-Fiebers besteht allerdings nicht, wie die Wissenschaftler betonen. Denn die kostbaren Edelsteine liegen 140 bis 240 Kilometer unter der Erdoberfläche – das ist weit jenseits dessen, was selbst die tiefsten Bohrungen bisher erreicht haben. Für uns verfügbar sind nur die Diamanten, die einst durch Vulkanausbrüche in die Höhe gerissen und in den heutigen Kimberlit-Lagerstätten deponiert wurden. (Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2018; doi: 10.1029/2018GC007534)
(Massachusetts Institute of Technology, 18.07.2018 - NPO)
 
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