Diamanten ontstaan alleen onder heel specifieke omstandigheden in de aardmantel en komen daarna met goed geluk aan de oppervlakte. De reis omhoog is een race tegen de klok waarbij CO2 de doorslag geeft.
Om koolstof om te vormen tot diamant zijn precies de juiste hoeveelheden druk en hitte nodig. Deze omstandigheden zijn vrijwel alleen in de aardmantel te vinden, zo’n 140-190 kilometer onder het aardoppervlak. Van daaruit worden de jonge diamanten omhoog gevoerd door opborrelend magma. Maar deze reis omhoog is niet zonder gevaar. De toestand in de aardkost verschilt dusdanig van de onderliggende mantel dat de diamanten er in dagen, zo niet uren, volledig zouden verbranden. Vulkanoloog Kelly Russel beschrijft in Nature het door CO2 aangejaagde mechanisme dat ervoor zorgt dat de meeste diamanten toch ongeschonden het oppervlak bereiken.
Een element van dat mechanisme is kimberliet. Op een gesmolten stroom van dit stollingsmechanisme komen diamanten ongeschonden aan het oppervlak. Maar het bleef een hersenkraker hoe dit relatief zware gesteente vlot genoeg omhoog kan komen. Magma van kimberliet heeft een grote massa en een hoge dichtheid. De opwaartse kracht die het magma ondervindt is daardoor zwak; de magma ‘drijft’ slechts langzaam omhoog naar het oppervlak. Maar naarmate het kimberliet stijgt, neemt de opwaartse kracht opeens toe en wordt het magma steeds sneller omhoog gestuwd. Wetenschappers dachten dat opgeloste gassen in het magma de drijvende kracht vormden, maar konden het niet eens worden over het hoe en waarom.
Kelly ontdekte dat wanneer het stijgende kimberlietmagma in contact komt met hogergelegen gesteentes waarin veel silica ligt opgesloten, er opeens veel CO2-gas vrijkomt, waardoor het magma begint te bubbelen. De schuimende massa heeft nu opeens een groter volume, waardoor de dichtheid afneemt en de opwaartse kracht toeneemt. Bovendien neemt de druk af tijdens de weg omhoog en zetten de gasbellen verder uit. Het schuimende magma stijgt zo steeds sneller en sneller tot aan het oppervlak. Hier koelt het vervolgens af, waarna wij op zoek kunnen gaan naar mooie steentjes die de reis hebben overleefd.
Bronnen: Nature, ScienceNOW
Beeld: Marco Comparato/CC BY-SA 2.0