Diamanter är inte bara en kvinnas bästa vän. De är också geologers bästa vänner. Dessa ädelstenar innehåller ibland otroligt sällsynta eller osynliga element som avslöjar de djupaste hemligheterna begravda i tarmarna på vår jord. Genom att analysera sådana fynd kunde forskare gissa vad som ligger under jorden och till och med avslöjade några fakta från vår jordhistoria. Ibland kommer diamanter från rymden.
10. Ringwoodite
Forskare tror att det finns ett hav inne i jordens mantel. Detta hav ligger i ett grönt mineral som kallas ringwoodite, som endast finns mellan den nedre manteln och övergångszonen inuti jorden, som är 515 kilometer tjock. Övergångszonen är belägen mellan den övre och nedre manteln.
Ringwoodite kan inte hittas på jordytan eftersom den endast kan erhållas under det vansinnigt höga trycket som ligger djupt under jord. Forskare nådde den flera gånger, men varje gång förändrade mineralen formen i frånvaro av massivt underjordiskt tryck. Men geokemisten Graham Pearson lyckades få ringved i sin naturliga form.
Ringwoodite fångades in i en diamant som hittades i en gruva i Juina, Brasilien. Pearson och hans kollegor har föreslagit att mineralet steg upp till ytan under jordbävningen. Pearson gjorde upptäckten av misstag. Han försökte träffa diamanten när han upptäckte att den innehöll ringved.
Kampanjvideo:
9. Perovskite kalciumsilikat
Paradoxalt nog är silikatperovskit ett sällsynt mineral, även om det är det vanligaste mineralet på jorden. Forskare tror att 38 procent av jordens volym består av silikatperovskite. Det är emellertid så sällan att det första provet kom från en meteorit som tros ha splittrats från en annan planet. Vi kan inte komma till silikat perovskite på jorden eftersom den bara finns i jordens mantel.
Det förändrades dock när forskare upptäckte ett stabilt prov av mineralet i en diamant, bara 1 kilometer under jord vid Cullinan diamantgruva i Sydafrika. Det visade sig vara kalciumsilikatperovskit (CaSiO3), som tros vara det fjärde mest rika mineralet på jorden.
Intressant nog är diamanten som innehöll provet en av de sällsynta diamanterna på jorden. Det finns cirka 700 kilometer under jord, där trycket är 240 000 gånger ytan. Forskare tror att ett prov av perovskit med kalciumsilikat fångades in i diamanten när det bildades.
8. Ice
Som vi nämnde tidigare har forskare lagt fram antagandet att det finns ett hav i jordens mantel. Forskare tror att detta hav bildades när vatten från planetens hav gick under jord tillsammans med delar av jordskorpan.
Forskare vet att jordskorpan fortfarande sjunker in i manteln. Men de kan inte avgöra hur länge det har gjort och hur stort underjordiskt hav är. Så vitt vi kanske finns det kanske inte ens. Nya upptäckter tyder dock på att det existerar.
I mars 2018 blev det känt att forskare hade upptäckt isprover "dolda" i diamanter som bildades i jordens mantel. De tror att isen skapades av vatten "dras" in i manteln. Denna upptäckt blir mer intressant när vi inser att det är väldigt varmt inuti jorden och att is inte bildas i en het miljö.
Forskare kallar denna is VII, och den bildas endast på ett djup av 610 till 800 kilometer under jord, där trycket överstiger 24 Gigapascals. Hittills har tre is-VII-prover hittats i diamanter: två av dem hittades i gruvor i Sydafrika och det tredje i en gruva i Kina.
7. Flytande metaller
Alla stora diamanter som någonsin hittats bildades djupt inne i manteln på djup mellan 322-805 kilometer. Dessa diamanter innehåller ibland föroreningar som faktiskt är metaller som finns i jordens mantel. Forskare studerar ofta dessa diamanter för att få en uppfattning om vad som finns i manteln.
Efter att ha analyserat 53 av dessa diamanter fann forskare att jordens mantel innehåller mycket järn och nickel samt spår av metan, väte och granat. Intressant nog fann de inga spår av syre. Detta strider mot antagandet att det finns en stor mängd syre inne i manteln.
6. Inklusioner från Harzburgite
Du har antagligen aldrig hört talas om inslag av harzburgit, en typ av sten. Det är en underkategori av peridotitklippor, som är de vanligaste klipporna som finns i jordens mantel. På grund av deras överflöd i manteln daterar forskare ofta diamanter baserade på de harzburgitiska inneslutningarna som de innehåller.
Flera forskare vid Vrije University of Amsterdam har gjort en intressant upptäckt genom att dejta 26 diamanter innehållande inneslutningar av harzburgit. Nio av dessa diamanter bildades för cirka tre miljarder år sedan, då en stor kontinent delades upp i mindre kontinenter, vilket orsakade en enorm temperaturökning djupt under jord.
Forskarna fann att 10 av diamanterna bara var 1,1 miljarder år gamla, vilket är mycket litet på jordens skala. Det var faktiskt första gången forskare har hittat diamanter som är en miljard år gamla. Dessa ädelstenar är vanligtvis flera miljarder år gamla eftersom jorden var extremt het på den tiden. Och för en miljard år sedan var planeten för kallt för att diamanter skulle kunna bildas.
Men forskare tror att den erforderliga temperaturen tillhandahölls av ett kraftfullt vulkanutbrott som inträffade i det moderna Zimbabwes territorium. Deras upptäckt möjliggör en ny blick på tekniken för diamantbrytning, eftersom utvecklare i lovande gruvor ofta kontrollerar ålder för harzburgitiska inneslutningar.
5. Bormolekyl
Vanligtvis är karatvikten en av de faktorer som bestämmer värdet på en diamant. Ju högre karatvikt, desto högre pris och vice versa. Emellertid påverkar diamantens färg (som beror på närvaron av andra mineraler) också priset. Ju mer sällsynt det är, desto högre pris. Blå diamanter är de näst sällsynta diamanterna och de är ganska dyra. (Röda diamanter är de sällsynta).
2016 auktionerades en 24,18 karat Cullinan Dream blå blå diamant för 23 miljoner dollar. Blå diamanter är sällsynta eftersom de är de djupaste diamanterna. De bildar djupt i den nedre manteln mellan 410-660 kilometer under jorden. Som jämförelse bildas vanliga diamanter mellan 150-200 kilometer under jord.
Färgen på blå diamanter beror på den bor de innehåller, som sällan finns under jord. De flesta av världens borreserver finns på ytan i jordens havskorpa. Så hur hamnade bor i den nedre manteln och till och med inne i världens djupaste och näst största diamant?
Forskare är osäkra, men de spekulerar i att bor kommer in i marken när en tätare tektonisk platta faller ner och sjunker under en mindre tät tektonisk platta. Sedan faller bor från en tät tektonisk platta under jord tillsammans med metan, väte och havsvatten.
4. Kyanite
Även om det är sällsynt finns ibland andra ädelstenar som rubin eller kyanit i diamanter. Vi har redan nämnt att diamanter är blå när de innehåller bor, men de kan också vara blå eftersom det finns kyanit inuti.
Kyanite kan också vara grå, grön, orange, vit, gul eller till och med färglös. Blå kyanit är den mest värdefulla, även om vit kyanit är mindre vanlig. Bedrägliga säljare överför ibland blå kyanit som en dyrare safir.
3. Muterade kolatomer
Rent kol finns i tre huvudformer: diamant, grafit och buckminsterfullerene. Men forskare har upptäckt två andra former som innehåller muterade former av kol, vilket gör dem svårare än diamant. Intressant nog förutspådde forskare existensen av dessa kristaller långt innan deras existens bekräftades.
Superhard kristaller hittades inte på jorden. Istället ingick de i den Ureilit-klass Havero-meteoriten som föll i Finland 1971. Meteoriter av denna typ innehåller ofta grafit och diamanter.
Forskare tror att de superhårda kristallerna ursprungligen var grafit, som värmdes upp när meteoriten gick in i jordens atmosfär. Detta utlöste en kemisk reaktion som fick kolatomerna att muteras, vilket skapade en superhård kristall.
Tyvärr kunde forskare inte fastställa hårdheten hos kristallerna eftersom de var för små. Men de var svårare än diamant eftersom de inte kunde poleras med diamantkorn.
2. Kol-12
1983, vid Jack Hills i västra Australien, upptäckte forskare från Curtin University 22 diamanter i flera zirkoniumkristaller. Forskning om diamanter har visat att de består av kol-12 (alias lätt kol). Fyndet var förvånande eftersom diamanter, som innehåller enorma mängder kol-12, endast bildas när det finns levande organismer runt omkring.
Forskare har funnit att diamanter bildades för 4,2 miljarder år sedan och zirkonium - för 4,4 miljarder år sedan. Forskare har alltid trott att den första enscelliga organismen dök upp för 3,5 miljarder år sedan. Emellertid har diamanter bevisat att enhjuliga organismer antagligen fanns under Gadean eon, 700 miljoner år tidigare.
På den tiden var jorden en fruktansvärd plats att leva, även för de minsta organismerna. Det var väldigt varmt på planeten. I stället för vatten fylldes havet med magma med högt tryck. Forskare misstänker att om kol-12 skapades av levande organismer, så kan det föras till jorden av meteoriter.
1. Ferroperiklas
Det är sällsynt att hitta diamanter som har bildats mycket djupt i jordens mantel. Men forskare vid Gemological Institute of America tror att de kan ha funnit flera av dessa mineraler. Dessa diamanter innehåller ferroperiklas, som finns djupt i jordens mantel.
Ferroperiklasinnehållande diamanter är lätt att känna igen eftersom de är iriserande. De ändrar färg beroende på vinkeln vid vilken de ses och ljusets infallsvinkel - som händer med en tvålbubbla. Ingen vet varför ferroperiklasdiamanter beter sig på detta sätt, men ett av de möjliga skälen är närvaron av magnesioferrit i dem.
Men inte alla diamanter som innehåller ferroperiklas kan glittra i olika färger. Vissa är bara genomskinliga bruna. Dessutom är närvaron av ferroperiklas inte tillräckligt bevis för att diamanten bildades i manteln. Dessa diamanter kan också bildas högt över manteln där kvarts är knappt.