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Mineral aus der Tiefe

Diamant fördert Erdmantel-Probe ans Tageslicht

Über das Gestein in den tiefen Tiefen der Erde wissen Forscher nur theoretisch einiges - praktisch kommen sie einfach nicht dran. Nun hilft ein erstaunlicher Zufall.
Diamanten kommen in speziellen Seifen vor

Einige der häufigsten Gesteine unserer Erde wurden von Forschern bisher nie gefunden, denn sie liegen unerreichbar tief im unteren Erdmantel und kommen niemals ans Tageslicht. Dort oben würden sie ohnehin unmittelbar zerfallen, weil sie nur unter enormem Druck existieren – und so waren sie ein vor allem theoretisches Problem für die Geowissenschaft. Bis jetzt, erklärt Graham Pearson von der University of Alberta: Seinem Team gelang es mit Hilfe eines erstaunlichen Zufalls erstmals, einen aus dem Erdmantel stammenden Kalziumsilikat-Perowskit genau zu untersuchen, beschreibt der Forscher in "Nature".

Solche Perowskite machen wahrscheinlich bis zu 93 Prozent aller Gesteine im unteren Erdmantel aus, der von rund 650 bis in 2900 Kilometer Tiefe unter der Erdoberfläche reicht und an den äußeren Erdkern grenzt. Hier herrschen extreme Drücke jenseits der 20 Gigapascal und Temperaturen von weit über 1000 Grad Celsius, was Minerale vor Ort in extrem dichte Kristallgitter zwingt. Bei nachlassendem Druck zerfällt dieses Gitter. Pearsons Team entdeckte nun aber einen in einer Druckfalle gefangenen Perowskit per Zufall: Er steckte gut verpackt im Inneren eines gerade einmal 0,031 Millimeter breiten Diamantsplitters, den man knapp einen Kilometer tief unter der Erde in der südafrikanischen Cullinan-Mine aufgesammelt hatte.

Ein Diamant aus der Cullinan-Mine
Ein Diamant aus der Cullinan-Mine | Solche in der südafrikanischen Cullinan-Mine gefundenen Diamanten sind auch geologisch besonders: Sie entstehen in größerer Tiefe als andere. Somit können sie sogar Teile des Erdmantelgesteins enthalten und bei großem Druck in ihrem Inneren konservieren.

Diamanten entstehen meist in rund 150 bis 200 Kilometer Tiefe. Das nun untersuchte Exemplar bildete sich aber deutlich tiefer, etwa 700 Kilometer weit unter der Erdoberfläche, erklären die Geowissenschaftler. Dabei schloss es die nun enttarnten Perowskit-Fragmente aus der Umgebung in seinem Inneren ein. Die Zusammensetzung des Diamanten und seiner Beimischung liefert zudem Indizien über seine erdgeschichtliche Vergangenheit. So finden sich vergleichsweise viele schwere Kohlenstoffisotope im Diamantgitter, was nahelegt, dass diese aus der ozeanischen Kruste stammen. Beim typischen geologischen Recycling müssen demnach subduzierte Teile dieser ozeanischen Kruste bis hinunter zum Erdmantel abgesunken sein – um dort zum Diamanten gepresst zu werden und den Kalziumsilikat-Perowskit einzusammeln.

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