Kommen Diamanten wirklich aus Kohle?

Superman hat uns angelogen. Im Laufe der Jahre haben unzählige Superman-Comics, TV-Shows und Filme gezeigt, wie der sagenumwobene Kryptonier Kohleklumpen zwischen seinen Handflächen zerquetscht, um sie in glänzende, funkelnde Diamanten zu verwandeln. Es ist ein großartiger Handlungspunkt, aber hier ist die Wahrheit: Es würde niemals funktionieren.

Es ist jedoch leicht zu erkennen, woher die Idee kam. Diamanten und Kohle sind an ihrer Basis unterschiedliche Formen des Elements Kohlenstoff (C im Periodensystem). Und ja, Druck ist ein wesentlicher Bestandteil dessen, was verfallende kohlenstoffbasierte Lebensformen wie Pflanzen in Kohle verwandelt und was Kohlenstoff in Diamanten verwandelt. Aber die Realität ist nur ein bisschen komplexer als Supermans Superkraft.

Betrachten wir zunächst die chemischen Zusammensetzungen dieser beiden Kohlenstoffformen. Diamanten sind im Wesentlichen reiner Kohlenstoff, der zu einer kristallinen Struktur geformt wird. Die selteneren, farbigen Diamanten enthalten geringfügige Verunreinigungen (Bor beispielsweise macht Diamanten blau, während Stickstoff sie gelb färbt), aber diese Verunreinigungen existieren auf einer Skala von nur einem Atom in einer Million.

Kohle ist auch meistens Kohlenstoff, aber sie ist kaum rein. Kohle enthält auch viele andere Substanzen, einschließlich Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel, Arsen, Selen und Quecksilber. Abhängig von der Art der Kohle und ihrer Quelle enthält sie auch verschiedene Mengen an organischen Materialien - Kohle stammt von verrottenden Pflanzen, Pilzen und sogar Bakterien - sowie Feuchtigkeit. Diese Verunreinigungen allein verhindern, dass aus Kohle Diamanten werden. (Die Verunreinigungen sind auch der Grund, warum beim Verbrennen von Kohle Treibhausgase entstehen und zu saurem Regen und anderen Umweltproblemen beitragen, und warum der Kohlebergbau so umweltschädlich ist.)

Darüber hinaus erfordert Kohlenstoff viel mehr als Druck, um ein Diamant zu werden. Es erfordert auch enorme Mengen an Wärme. Tatsächlich erfordern Diamanten eine Kombination aus Wärme (Tausende von Grad) und Druck (130.000 Atmosphären), die normalerweise nur etwa 90 bis 100 Meilen unter der Erdoberfläche tief im Erdmantel zu finden ist. Diese Wärme und dieser Druck wirken zusammen, damit sich der Kohlenstoff zu der Kristallgitterstruktur formen kann, die wir so gut kennen. Bei dieser Wärme und diesem Druck verbindet sich jedes Kohlenstoffatom mit vier anderen Atomen in einer sogenannten tetraedrischen Einheit. Diese starke molekulare Bindung verleiht Diamanten nicht nur ihre Struktur, sondern auch ihre klassische Härte. Diese Bindung wäre nicht möglich, wenn Verunreinigungen nur auf oberflächlicher Ebene vorhanden wären.

Wenn sich Diamanten so weit unter der Erdoberfläche bilden, wie landen sie dann an unseren Fingern? Der Prozess begann vor Millionen, wenn nicht Hunderten von Millionen von Jahren, als Vulkanausbrüche die Diamanten näher an die Oberfläche brachten. Erosion, geologische Verschiebungen, Ströme und andere Prozesse zerstreuten sie dann weiter von ihren ursprünglichen Eruptionsstellen.

Einige Diamanten stammen aus leicht unterschiedlichen Quellen. Die ozeanische Tiefsee-Tektonik wurde mit der Schaffung einiger besonders kleiner Diamanten in Verbindung gebracht. Asteroidenschläge haben möglicherweise einige andere hervorgebracht, da in einigen Kratern millimetergroße Diamanten gefunden wurden. Laut Hobart King von Geology.com handelte es sich bei beiden Prozessen wahrscheinlich eher um Kalkstein, Marmor oder Dolomit als um Kohle.

Diamanten sind übrigens kein erdgebundenes Phänomen. King weist auch darauf hin, dass einige Diamanten im Nanomaßstab in Meteoriten gefunden wurden. Aber es gibt keine Kohle im Weltraum, also wurden diese winzigen Diamanten wahrscheinlich wieder aus reinem Kohlenstoff gebildet.

Also nein, es stellt sich heraus, dass Kohle nicht in Diamanten verwandelt werden kann. Vielleicht hinterlässt der Weihnachtsmann deshalb Kohlenklumpen für böse kleine Jungen und Mädchen. Es sei denn, der Weihnachtsmann existiert auch nicht? Nein, das ist eine Legende, die wahr sein muss, oder?

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