Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hauchdünne Scheiben aus Diamant geben Einblick in geologische Prozesse

22.06.2016

Dank einer neuen Untersuchungsmethode ist es gelungen, den ersten direkten Nachweis für einen bestimmten Entstehungsprozess von Diamanten zu führen. Demnach entstehen Diamanten auch durch „Redox-Gefrieren“: ein Prozess, bei dem Kohlenstoff im Erdmantel zu Diamant kristallisiert. Dorrit E. Jacob hat mit einer Kollegin und einem Kollegen von der australischen Macquarie University und der University of Sydney eine Arbeit in Nature Communications veröffentlicht. Die Proben für die Untersuchungen hat Anja Schreiber vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ auf entscheidende Weise präpariert.

Den Juwelieren und Minenbetreibern sind sie ein Dorn im Auge, für Geologen aber eine wertvolle Informationsquelle: Trübungen, genauer gesagt Einschlüsse, in Diamanten bergen wichtige Informationen.


Diamanten geben Einblick in geologische Prozesse (Foto: R. Wirth, GFZ)


Anja Schreiber bei der Arbeit (Foto: J. Zens, GFZ)

Dank einer neuen Untersuchungsmethode ist es jetzt gelungen, aus solchen Einschlüssen den ersten direkten Nachweis für einen bestimmten Entstehungsprozess der Edelsteine zu führen. Demnach entstehen Diamanten auch durch „Redox-Gefrieren“: ein Prozess, bei dem Kohlenstoff im Erdmantel zu Diamant kristallisiert.

Dorrit E. Jacob hat mit einer Kollegin und einem Kollegen von der australischen Macquarie University und der University of Sydney eine Arbeit in Nature Communications veröffentlicht. Die Proben für die Untersuchungen hat Anja Schreiber vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ präpariert. Die Studie zeigt, dass die Reduktion von Karbonat zu Diamant über die Oxidation von Eisensulfid zu Eisenoxid gesteuert wird und die Diamant-Kristallisation auf der Oberfläche dieser Einschlüsse beginnt.

Für den Nachweis nutzten die Forscherinnen und Forscher eine neue Technologie, die aus der Materialwissenschaft stammt: die Transmission-Kikuchi-Methode. Dieses Verfahren verlangt dünne Proben mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern. Die untersuchte Diamantprobe enthielt Eisensulfid-Einschlüsse.

Der Rand eines Einschlusses besteht aus einer Aneinanderreihung von Magnetit-Nanokristallen, die eine unterschiedliche kristallographische Orientierung zueinander haben. Diese Orientierungsunterschiede sollten gemessen werden. Dazu musste die vorliegende Probe, die mit einem fokussierten Ionenstrahl (Englisch: focussed ion beam, FIB) bereits ausgedünnt worden war, nachgedünnt werden. Anja Schreiber ist es erstmals gelungen, eine solche FIB-Probe auf einem Kohlenstoff-Trägernetz erfolgreich nachzudünnen. Ohne diese Nachdünnung wäre diese Studie nicht möglich gewesen.

Das Ergebnis trägt zur Lösung einer seit Jahrzehnten offenen Frage bei. Diamant-Fachleute fragten sich seit Langem, wieso Schwefelverbindungen (Sulfide) so häufig als Einschlüsse in Diamanten vorkommen. Eisensulfide sind die häufigsten Einschlüsse, obwohl Schwefel mit 0,02 % äußerst selten im Erdmantel vorkommt. Jetzt zeigt sich, dass die Oxidierung der Eisensulfide direkt zur Bildung von Diamanten führt – die dann eben jene Sulfide als Einschluss bergen.

“Redox-freezing and nucleation of diamond via magnetite formation in the Earth’s mantle”
by D.E. Jacob, S. Piazolo, A. Schreiber & P. Trimby.
Nature Communications 7, 11891 (doi: 1038/ncomms11891, 21. Juni 2016)

Josef Zens | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Weitere Informationen:
http://www.gfz-potsdam.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Nährstoffhaushalt einer neuentdeckten “Todeszone” im Indischen Ozean auf der Kippe
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

nachricht Wichtiger Prozess für Wolkenbildung aus Gasen entschlüsselt
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops