comment se forment les diamants?

Les diamants sont formés profondément dans la Terre à environ 100 miles sous la surface dans le manteau supérieur. Évidemment, dans cette partie de la Terre il fait très chaud. Il y a beaucoup de pression, le poids de la roche sus-jacente supportant vers le bas, de sorte que la combinaison de haute température et de haute pression est ce qui est nécessaire pour faire pousser des cristaux de diamant dans la Terre., Pour autant que nous sachions, tous les diamants qui se sont formés dans la Terre se sont formés dans ce genre de conditions et, bien sûr, c’est une partie de la terre que nous ne pouvons pas échantillonner directement. Nous n’avons aucun moyen de forer à cette profondeur ou tout autre moyen de descendre jusqu’au manteau supérieur de la Terre.

comment les diamants voyagent-ils à la surface de la Terre?

Les diamants que nous voyons à la surface sont alors ceux qui sont amenés à la surface par une éruption volcanique très profonde. C’est un type d’éruption très spécial, considéré comme assez violent, qui s’est produit il y a longtemps dans l’histoire de la Terre., Nous n’avons pas vu de telles éruptions ces derniers temps. Ils étaient probablement à une époque où la terre était plus chaude, et c’est probablement pourquoi ces éruptions étaient plus profondément enracinées. Ces éruptions ont ensuite transporté les diamants déjà formés du manteau supérieur à la surface de la Terre. Lorsque l’éruption a atteint la surface, il a construit un monticule de matériau volcanique qui a fini par se refroidir, et les diamants sont contenus à l’intérieur. Ce sont les soi-disant Kimberlites qui sont généralement les sources de nombreux diamants extraits dans le monde.,

l’une des choses que nous savons, par conséquent, de tous les diamants qui ont été amenés à la surface est que le processus de L’éruption de Kimberlite amenant les diamants du manteau supérieur à la surface de la terre devait se produire très rapidement, car s’ils voyageaient trop longtemps et trop lentement, ils se seraient littéralement transformés en graphite Et donc en se déplaçant rapidement, ils se sont essentiellement enfermés dans la structure en diamant., Une fois que les diamants ont été amenés de haute température à basse température très rapidement—et par rapidement, nous entendons en quelques heures—ces éruptions, ces tuyaux de Kimberlite se déplaçant à la surface, peuvent avoir voyagé à des vitesses de 20 à 30 miles par heure. Une fois que les diamants sont amenés à la surface et refroidis relativement rapidement, ces atomes de carbone sont verrouillés en place et il n’y a tout simplement pas assez d’énergie pour commencer à les réorganiser en graphite.

Quel est le rôle du carbone dans la formation des diamants?,

Les diamants sont faits de carbone, de sorte qu’ils se forment sous forme d’atomes de carbone sous une température et une pression élevées; ils se lient ensemble pour commencer à faire pousser des cristaux. En raison de la température et de la pression, dans ces conditions, les atomes de carbone se lieront les uns aux autres dans ce type de liaison très forte où chaque atome de carbone est lié à quatre autres atomes de carbone. C’est pourquoi un diamant est un matériau si dur parce que chaque atome de carbone participe à quatre de ces liaisons covalentes très fortes qui se forment entre les atomes de carbone. Donc, en conséquence, vous obtenez ce matériau dur., Encore une fois d’où vient le carbone, à quelle vitesse ils grandissent, ce sont toutes des questions encore ouvertes, mais évidemment les conditions sont telles que vous avez un groupe d’atomes de carbone qui sont assez proches pour qu’ils commencent à se lier. Au fur et à mesure que d’autres atomes de carbone se déplacent dans le voisinage, ils s’attacheront. C’est comme ça que tout cristal pousse. C’est le processus de verrouillage des atomes qui produit ce réseau répétitif, cette structure d’atomes de carbone, qui finit par devenir assez grand pour produire des cristaux que nous pouvons voir., Chacun de ces cristaux, chaque diamant, un diamant de carat, représente littéralement des milliards et des milliards d’atomes de carbone que tous ont dû verrouiller en place pour former cette structure cristalline très ordonnée.

Vous avez mentionné que les scientifiques ne savent pas d’où vient le carbone. Quelles sont les sources possibles?

Dans certains cas, le carbone semble provenir du manteau de la Terre, donc du carbone qui était déjà dans la Terre. Dans d’autres cas, il y a des preuves très curieusement pour suggérer que le carbone peut avoir pris naissance près de la surface de la Terre., On pense que ce carbone aurait pu être littéralement du carbone qui faisait partie des sédiments carbonatés ou des animaux, des plantes, des coquilles, peu importe, qui a été transporté dans le manteau supérieur de la Terre par le mécanisme de tectonique des plaques appelé subduction.

combien de temps faut-il aux diamants pour se former?

nous ne savons vraiment pas combien de temps cela prend. Il y a eu des tentatives pour essayer de dater les inclusions dans différentes parties de diamants, et celles-ci ont été en grande partie infructueuses. Il se peut que les diamants se forment sur des périodes aussi courtes que des jours, des semaines, des mois ou des millions d’années., Typiquement, comme avec de nombreux cristaux qui poussent sur la Terre, ce n’est pas un processus continu. Les diamants peuvent commencer à croître, puis il peut y avoir une interruption pour une raison quelconque – un changement de conditions, de température, de pression, de source de carbone, peu importe—et ils pourraient rester assis pendant des millions, des centaines de millions d’années, puis recommencer à croître. Cela fait partie du problème d’essayer de leur mettre une sorte de période de croissance; les choses ne se produisent pas toujours continuellement dans la Terre.

Nous pouvons cultiver des diamants dans le laboratoire et nous pouvons simuler les conditions de vie., Mais il y a des choses que nous devons faire pour cultiver des diamants dans le laboratoire qui ne sont pas évidentes quant à la façon dont cela se passe dans la Terre. En laboratoire, ils sont généralement cultivés, mais il y a un catalyseur. Certains métaux sont souvent ajoutés pour faire pousser les diamants, mais ces mêmes catalyseurs ne sont pas observés dans les diamants du manteau supérieur de la Terre.

quel âge ont alors les diamants?

Tous Les diamants, pour autant que nous le sachions, sont assez vieux dans la Terre. La plupart de la formation de diamants a probablement eu lieu dans la Terre au cours des deux premiers milliards d’années de l’histoire de la Terre., Il y a des gisements de diamants qui ont été découverts qui sont plus jeunes—la roche elle-même, la Kimberlite, n’a peut-être que des dizaines de centaines de millions d’années. La façon dont ils datent les diamants est généralement à la recherche d’inclusions d’autres minéraux dans le diamant qui peuvent être datés radioactivement. Les diamants eux-mêmes ne peuvent pas être datés. Mais si les inclusions minérales contiennent certains éléments comme le potassium et des choses qui peuvent être utilisées dans un radioactif sortir ensemble schéma, puis en sortir ensemble l « inclusion dans le diamant, vous avez une idée de l » âge du diamant lui-même., Et ces dates suggèrent toujours que les diamants sont assez vieux. Au moins des centaines de millions d’années, mais dans la plupart des cas des milliards d’années, de un à trois milliards d’années, une époque où la terre était probablement plus chaude qu’elle ne l’est aujourd’hui et où les conditions étaient peut-être plus appropriées pour la croissance du diamant.

quel âge a le célèbre diamant Hope exposé au Musée D’Histoire Naturelle du Smithsonian?

Le diamant Hope a au moins un milliard d’années., Vous ne voyez pas la roche originale qui a porté les diamants à la surface, mais ils ont trouvé des Kimberlites en Inde qui ont des preuves de diamants en eux. Ces Kimberlites datent d’au moins un milliard d’années. Cela suggère donc que le diamant Hope et les diamants similaires trouvés en Inde ont été ramenés à la surface il y a au moins un milliard d’années et peut-être plus longtemps. Nous sommes donc à l’aise de dire que le diamant Hope a au moins un milliard d’années. Quand vous regardez l’écart d’âge de la plupart des autres diamants, il est probablement beaucoup plus vieux que cela.

Qu’est-ce qui rend le diamant Hope si inhabituel?,

sa taille et sa couleur le rendent très inhabituel. Quand vous pensez à l’histoire des personnes qui extraient des diamants, un seul diamant a jamais été trouvé qui a produit un diamant bleu foncé de la taille et de la qualité du diamant Hope. Cela vous donne une idée de la façon dont il est inhabituel et remarquable. Encore une fois, j’ai toujours soutenu que c’est aussi remarquable qu’un objet d’histoire naturelle, en tant que produit de la Terre, qu’une pierre précieuse taillée par l’homme. La plupart du temps, lorsque les gens écrivent sur le diamant Hope, ils commencent par: « Eh bien, il a été trouvé en Inde., »Une partie du point que j’essaie toujours de faire aux gens est vraiment l’histoire a commencé beaucoup plus tôt. Beaucoup de diamants n’arrivent jamais à ce point parce qu’ils n’ont tout simplement pas survécu à toutes ces choses qui devaient arriver.

dans la deuxième partie, découvrez les diamants de couleur, comment les scientifiques développent des versions synthétiques en laboratoire et les efforts mondiaux pour freiner la vente de diamants de conflit. Dans le dernier épisode de cette série en trois parties, découvrez les histoires fascinantes derrière la collection du Smithsonian.