Tajemství vzniku diamantů

Diamanty mohly vznikat za pomoci slané mořské vody, domnívají se vědci, kteří analyzovali 200 milionů let staré drahé kameny vykrystalizované z oceánských ker zemské kůry. Tato teorie by mohla pomoci řešit dávné dilema, jak vlastně diamanty vznikají. A také by mohla osvětlit kolování zemských hmot mezi povrchem a hlubinnými vrstvami.

Diamanty ke svému vzniku potřebují obrovské tlaky (4,5-6 GPa) a vysoké teploty (900-1 300 °C). Předpokládá se, že vznikají v hloubce 140 až 250 kilometrů pod zemským povrchem, tj. ve svrchní vrstvě zemského pláště; ten leží mezi zemskou kůrou a zemským jádrem. Některé diamanty se však mohly vynořit až z hloubky 700 km, když mocné vulkanické erupce prorážejí skrz geologické vrstvy a vynášejí je na povrch. Surové diamanty pak nacházíme v ultrabazických vyvřelinách – v kimberlitech, lamproitech a komatiitech. Tyto horniny bývají staré až 2,1 miliardy let. Většina kimberlitů je však „neplodná“. Z 1 500 nebo 2 000 známých kimberlitů se diamanty, které se vyplatí dolovat, vyskytují asi jen v 50 nebo 60. Podle izotopového složení uhlíku v diamantech se hovoří o harzburgitických diamantech, původem z pláště, a eklogitických diamantech, které mají podíl uhlíku z organických zdrojů a zřejmě vznikají při hlubokém podsouvání litosférických desek.

Krystalizace z kapaliny

Většina vědců se domnívá, že diamanty musely krystalizovat z nějaké, zatím blíže neznámé kapaliny. Geochemici se pustili do analýzy diamantů z dolu Ekati v tundře severozápadní Kanady, kde je zdroj kanadských komerčních diamantů. Zdejší kimberlity jsou relativně mladé, vytvořily se asi před 45 miliony let. Diamanty, které jsou užitečné pro techniky a zajímají geochemiky, jsou nejméně žádané šperkaři, protože vypadají špinavě, jsou „šmouhované“ a obsahují nečistoty zvané inkluze. To vše sice snižuje jejich tržní hodnotu, ale na druhé straně může znamenat vodítko, jak odhalit tajemství jejich původu. Jakmile diamant obsahuje drobeček horniny, nebo mikroskopickou dutinku s uzavřenou kapalinou nebo plynem, nezmění se to ani po milionech let. Na diamanty se můžeme dívat jako na časové konzervy nebo zpravodaje z míst, která nikdy nikdo nemohl vidět.

Diamanty z mořské vody?

Geochemici z Lamont-Doherty Earth Observatory v Palisades, New York, analyzovali kapalné inkluze v 11 vláknitých diamantech, kamenech, které se skládají z mnohočetných vrstev a nikoli z jediného krystalu. Kapičky byly slané, obsahovaly mnoho chlóru, draslíku a sodíku, podobně jako mořská voda. Z tohoto zjištění a z místa nálezu mohli vědci vyvodit, kde diamanty vznikly: ve vrstvě podmořské kůry, zanořující se pod jinou zemskou desku na západě severní Ameriky před 150 až 200 miliony let. Později se objevily blíže povrchu v hloubce 150 až 200 km na místě, které je dnes tundrou. Tekutiny v oceánské kře mohly chemicky reagovat s pevnou horninou, oceánské dno pravděpodobně obsahovalo organický materiál – zdroj uhlíku. Ze vzniklé směsi pak mohly diamanty krystalizovat. Zůstává nejasné, zda „mořského“ původu jsou všechny diamanty. Vědecká diskuze na toto téma stále pokračuje. Další otevřenou otázkou je, zda nové poznatky pomohou horníkům najít další naleziště. Kdyby se našla přímá souvislost mezi erupcemi kimberlitu a oceánskou subdukcí (podsouváním zemských desek), mohlo by se vyplatit hledat diamanty podél pravěkých subdukčních linií.

Klíč k uhlíkovému cyklu

Odhalení tajemství vzniku diamantů může pomoci pochopit uhlíkový cyklus na naší planetě – pohyb obrovských množství uhlíku z atmosféry do hlubin Země takovými pochody, jako je subdukce, a pak cesta zpět k povrchu při sopečných erupcích. Tento cyklus totiž, kromě jiného, hraje klíčovou roli v ovlivňování klimatu. Uhlík v atmosféře v podobě CO₂ zachycuje sluneční teplo a způsobuje ohřívání planety.

Adámas – nezničitelný, neporazitelný

Diamant je nejtvrdší známý přírodní minerál. Je velmi vzácný, i když jde o nejčastější prvek živé přírody – čistý uhlík. Slovo diamant pochází z řeckého adámas – nezničitelný, neporazitelný. Hmotnost diamantů se udává v karátech (ct). Diamant o hmotnosti 1 g má 5 karátů. Kvalitu drahého kamene má jen asi 20 % nálezů. Nejznámější tvar výbrusu je briliant. Zbylých 80 %, diamantový prach a diamanty s kazem, slouží jako surovina pro brusné a lešticí pasty a prášky na součásti pro řezné, vrtné a brusné nástroje. Dnes se k tomuto účelu hojně využívá diamantů vyrobených uměle. Více o vlastnostech diamantů a o jejich nálezech v České republice najdete na http://www.priroda.cz/lexikon.php?detail=2516.