Ein kommerziell uninteressanter, nur drei Millimeter großer Diamant aus Brasilien entpuppt sich als Glücksfund: In seinem Inneren entdeckten Forscher erstmals das Mineral Ringwoodit aus der Übergangszone zwischen Oberem und Unterem Erdmantel. Aus dem Wassergehalt des winzigen Ringwoodit-Einschlusses errechnet sich, dass in der Übergangszone ähnlich viel Wasser vorhanden sein könnte, wie in allen Weltmeeren zusammen.

Ringwoodit entsteht unter extrem hohem Druck aus dem Mineral Olivin, dem Hauptbestandteil des Oberen Mantels. Zusammen mit Wadsleyit, einer weiteren Hochdruckvariante des Olivin, gilt Ringwoodit als das wichtigste Mineral der Übergangszone zwischen 410 und 660 Kilometern Tiefe. Bisher war natürliches Ringwoodit jedoch nur aus Meteoriten bekannt. Künstlich hergestellte Ringwoodit-Minerale verblüfften durch ihre hohen Wassergehalte von bis zu 2,5 Volumenprozent, denn ihre Kristallstruktur schien dafür nicht geeignet. Spezifische "Lücken" in der Kristallstruktur führen jedoch dazu, dass "Wasser" darin chemisch gebunden ist.

Diamant aus Juína
© Richard Siemens, University of Alberta
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernDiamant aus Juína
Der drei Millimeter kleine Diamant aus Juína in Brasilien enthält einen mit bloßem Auge nicht zu erkennenden Einschluss des Minerals Ringwoodit. Diese Variante von Olivin kommt nur unter hohem Druck wie im tiefen Erdmantel vor und war bislang natürlicherweise nur aus Meteoriten bekannt.

Wasser spektroskopisch nachgewiesen

Mit aufwändigen spektroskopischen Untersuchungen stellten Graham Pearson von der University of Alberta und seine Kollegen zunächst sicher, dass es sich bei dem winzigen, mit bloßem Auge nicht erkennbaren Einschluss wirklich um Ringwoodit handelt [1]. Mittels Infrarotspektroskopie schlossen sie schließlich auf den Wassergehalt von etwa 1,4 Volumenprozent. Sollte der Ringwoodit in der gefundenen Form tatsächlich typisch für die untere Übergangszone sein, so gebe es dort zumindest stellenweise große Wassermengen, erklären die Forscher. Dies wird bereits vermutet, doch waren die experimentellen Beweise dafür bislang widersprüchlich.

Erstaunlich ist auch, dass sich das Hochdruckmineral in dem Diamant überhaupt erhalten hat – eigentlich hätte es sich mit abnehmendem Druck beim Transport an die Oberfläche wieder in Olivin zurückverwandeln müssen. Dies sei ein Hinweis, dass der Transport sehr schnell ging, meint Hans Keppler vom Bayerischen Geoinstitut der Universität Bayreuth in einem begleitenden Kommentar [2]. Wahrscheinlich sei der Diamant im Rahmen eines heftigen Vulkanausbruchs nach oben gerissen worden – für Diamanten ist das durchsaus üblich: Sie finden sich häufig in Kimberliten, einem vulkanischen Gestein, dessen Magma aus großer Tiefe des Oberen Erdmantels stammt. An der Oberfläche legt Erosion schließlich die kostbaren Rohdiamanten frei, die sich dann beispielsweise entlang von Flussläufen in so genannten Seifenlagerstätten finden.