Diamanten, die heute so manchen Ringfinger zieren, entstanden einst in über 150 Kilometern Tiefe im Erdmantel. Eine neue Studie beleuchtet, wie diese wertvollen Edelsteine ihren Weg an die Oberfläche fanden. Durch geologische Hinweise und Modellsimulationen konnten Forscher zeigen, dass das Auseinanderbrechen von Erdplatten dazu führte, dass Vulkanausbrüche das kostbare Material an die Erdoberfläche brachten.
Diamanten bestehen eigentlich aus dem gewöhnlichen Element Kohlenstoff, aber ihre Reinheit und Konsistenz unterscheiden sie von Materialien wie Kohle. Diese besonders kompakte Kristallstruktur kann nur unter hohem Druck und Hitze im Erdmantel entstehen, was in Tiefen von über 150 Kilometern geschieht. Dort wurden die Diamanten über Jahrmillionen hinweg geformt. Der Weg der Diamanten an die Oberfläche war grob bekannt: Diamant-haltige Gesteine wurden durch geologische Prozesse aufgeschmolzen, drangen durch Spalten nach oben und traten bei Vulkanausbrüchen ans Tageslicht. Die Überreste der erkalteten Vulkane bildeten die Lagerstätten, in denen heute Rohdiamanten zu finden sind, oft eingebettet in das Gestein namens Kimberlit.
Es ist ein langer Weg eines Diamanten bis zur Erdoberfläche.
Bisherige Modelle konnten jedoch nicht eindeutig erklären, wie es zu den Kimberlit-Schmelzen in der Tiefe kam. Es war nur klar, dass diese Prozesse mit der Umstrukturierung der tektonischen Platten der Erde zusammenhängen.
Forscher der University of Southampton unter der Leitung von Thomas Gernon haben sich nun mit den geologischen Prozessen beschäftigt, die zu der Mobilisierung und den Kimberlit-Eruptionen führen. Sie entdeckten, dass das Muster der Diamanten-Eruptionen zyklisch ist und dem Rhythmus der Superkontinente folgt, die sich über hunderte von Millionen Jahren wiederholt zusammenfinden und aufbrechen. Die Mobilisierung der Diamanten steht dabei in Verbindung mit speziellen Prozessen, die an Aufbruchszonen auftreten.
Um diese Prozesse zu beleuchten, entwickelte das Team geologische Modellsimulationen. Dabei wurde deutlich, dass eine Kontinentalplatte sich im Laufe von Millionen von Jahren stark ausdünnt, bevor sie auseinanderbricht, ein Prozess, der als „Rifting“ bezeichnet wird. Die Erdoberfläche senkt sich ab und bildet einen Grabenbruch, ähnlich dem Rift Valley in Ostafrika. In die entstehende Struktur strömt dann Meerwasser ein, ähnlich wie beim Roten Meer. In der Tiefe sinken Stücke der Plattenunterseite in den Erdmantel ab, während heißeres Gestein von unten in den freiwerdenden Raum fließt. Dieses einfließende Magma destabilisiert das Umgebungsgestein der Diamanten, das dadurch flüssig wird und schließlich durch vulkanische Eruptionen an die Oberfläche gelangt, wo es zu dem diamanthaltigen Kimberlit erstarrt.
Die Forscher können auch erklären, warum Vulkanausbrüche mit diamant-haltigem Kimberlit auch vergleichsweise weit von den Kontinentalrändern entfernt auftreten können. Dynamische Prozesse beim Auseinanderbrechen der Erdplatten können weitreichende Strömungen verursachen und letztendlich auch Regionen der Kontinente erreichen, die weit von Riftzonen entfernt liegen.