Mit Diamanten dem inneren Druck der Erde auf der Spur - wissenschaft.de
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Mit Diamanten dem inneren Druck der Erde auf der Spur

Diamanteinschluss barg urzeitlichen Druck von 36,2 Kilobar ? genug, um Holz zu Diamant zu pressen

Eine Kombination aus Diamant und Coesit erlaubt es Wissenschaftlern, den Druck zu bestimmen, bei dem sich Gesteine oder Mineralien tief im Inneren unseres Planeten formten. Nach Meinung eines amerikanisch-russischen Forscherteams konserviert die Kombination die hohen Drücke, die das Gestein einst im Inneren der Erde besaß, wie die Wissenschaftler des Geophysical Laboratory of the Carnegie Institution in Washington und der russischen Akademie der Wissenschaften in den Proceedings of the National Academy of Science berichten.

Coesit besteht wie Quarz aus Siliziumdioxid, besitzt jedoch eine andere Struktur und entsteht unter hohen Drücken um 20 Kilobar. Drücke dieser Größenordnung findet man dort, wo z. B. Meteoriten auf die Erde aufschlugen oder eben im Inneren der Erde. Gelangt ein Mineral wie das Coesit, das im Erdinneren entstanden ist, an die Oberfläche, so sollte es sich aufgrund des geringeren Druckes der Umgebung entspannen und den in ihm herrschenden Druck abgeben.

Ein Diamant-Fund mit einem Coesit-Einschluss aus Venezuela zeigt jedoch, dass bei dieser Kombination der hohe Druck, bei dem das Mineral in der Frühzeit der Erde entstanden ist, konserviert wurde. Der Grund dafür ist die extreme Härte von Diamant, die das in ihm eingeschlossene und hoch verdichtete Coesit so bei seinem Weg an die Erdoberfläche vor der Ausdehnung und somit der Abgabe des in ihm herrschenden Druckes bewahrt.

Die Wissenschaftler untersuchten die Mineralkombination mit Raman- und Röntgenbeugungsmethoden, um den versteinerten Druck im Coestit zu bestimmen. Mit fokussierten Röntgen- und Laserstrahlen bestrahlten sie den nur 60 Mikrometer (der tausendste Teil eines Millimeters) großen Coesit-Einschluss in dem zwei Millimeter großen Diamantkristall und bestimmten den Druck im Coesit-Einschluss zu 36,2 Kilobar. Unter diesem enormen Druck kann selbst einfache Holzkohle zu Diamant gepresst werden.

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Anhand des versteinerten Druckes können die Forscher den exakten Druck und die Temperatur bestimmen, bei der das Mischgestein enstanden ist. Sie können auch den Weg verfolgen, den das Mineral auf dem Weg zur Erdoberfläche zurückgelegt hat. „Dies hilft uns, das Innere der Erde in Tiefen zwischen 120-150 Kilometern zu verstehen“, sagte einer der Wissenschaftler.

Katja Bammel und Proceedings of the National Academy of Science (Ausgabe vom 17. Oktober 2000)

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