Geologie : Diamanten in den ältesten Kristallen der Welt gefunden

Edelsteine in 4,3 Milliarden Jahre alten Zirkonen verwirren Geologen

Ewen Callaway

Diamanten wurden in einigen der ältesten Gesteinsschichten gefunden, die bis zu 4,3 Milliarden Jahre alt sind.

Die kostbaren Steinchen sind ein aufregender Fund für Geologen, da sie belegen könnten, dass die Erdkruste in ihrer Entstehungszeit dicker war als bisher angenommen. Aber zukünftige Bräutigame brauchen nicht gleich zum Juwelier rennen, um den ältesten Verlobungsring der Welt zu kaufen. Der größte gefundene Diamant ist mit 70 Mikrometern kaum größer als der Durchmesser eines menschlichen Haars.

Der Fund hat die Welt der Geologen - inklusive der Entdecker - erschüttert, nachdem er auf der Goldschmidt Konferenz für Geochemie und Mineralogie (sowie in der Nature(1)-Ausgabe vom 22. August) vorgestellt wurde.

"Es kam völlig unerwartet, wir hatten nicht damit gerechnet", sagt Simon Wilde, Geochemiker an der Curtis University of Technology in Bentley, Australien, und Co-Autor der Studie. Die Diamanten könnten ein Indikator dafür sein, dass sich die gigantischen Platten der Erdkruste schon sehr früh in der Erdgeschichte bewegt haben. Doch um sicherzugehen, werden weitere umfangreiche Studien nötig sein.

Unter Druck

Es gibt nicht viele Gesteine, die älter als vier Milliarden Jahre sind, daher wissen wir nur wenig über die Anfangszeit unseres ca. 4,5 Milliarden Jahre alten Planeten.

Geologen dachten, dass andauernde Asteroideneinschläge dafür sorgten, dass die Erdoberfläche sich während der ersten 500 Millionen Jahre nicht erhärten konnte. Doch bereits in den frühen 1980er Jahren fanden australische Gesteinsforscher in den Jack Hills im Westen Australiens 4,5 Milliarden alte Zirkonenkristalle, die in sehr viel jüngerem Gestein eingeschlossen waren. Dieser Fund ließ auf eine kühlere Welt schließen, in der sich solche Kristalle bilden konnten.

Die meisten Studien, die diese Kristalle untersucht haben, haben sich auf die chemische Zusammensetzung der Zirkone selbst konzentriert. Ein Team unter der Leitung von Martina Menneken, Geologin an der Westfälischen Wilhelmsuniversität in Münster, hat stattdessen den Inhalt winziger Risse im Zirkon untersucht. Sie fanden sehr kleine Diamanten im Kristall, der zwischen 3,1 und 4,3 Milliarden Jahre alt ist. Wenn die Diamanten das gleiche Alter hätten wie das sie umgebende Material, wäre der älteste von ihnen rund eine Milliarde Jahre älter als jeder andere Diamant, der bisher gefunden wurde.

Diamanten entstehen normalerweise unter hohem Druck. Wenn die Berechnungen der Geologen stimmen, was die Temperatur der Zirkone während ihrer Entstehung angeht, wurden die Diamanten möglicherweise durch den Druck von 100-150 Kilometern Felsgestein über ihnen geformt. Das würde die Theorie von tektonischer Erdverschiebung zu diesem Zeitpunkt bestätigen. "Der einfachste Weg, eine dickere Kruste zu erhalten ist, zwei Kontinentalplatten gegeneinander zu schlagen", sagt Wilde.

Einige Forscher vermuten, dass die Kontinentalplatten vor 4,4 Milliarden Jahren auf geschmolzenem Gestein dahinschwammen. Dadurch wiesen sie ein ähnliches Verhalten auf wie heute, wo tektonische Bewegung der Erdplatten die Kontinente verschiebt, Berge und Meeresgräben erschafft und Erdbeben verursacht. Die meisten sind jedoch der Meinung, dass die Erdkrustenbewegung erst vor 3-4 Milliarden Jahren begonnen hat.

Alt oder jung?

Die Tatsache, dass das Alter von Diamanten einen so großen Zeitraum zu umfassen scheint, gibt Rätsel auf, so der Autor. Es ist möglich, dass sie alle vor 4,3 Milliarden Jahren entstanden und später in jüngere Kristalle eingebettet wurden. Oder vielleicht wurden Diamanten im Laufe der Zeit immer wieder in Zirkone eingebettet, am selben Ort, durch einen noch unbekannten Prozess.

Ian Williams, Geologe an der Australian National University in Canberra, ist von der korrekten Alterszuordnung der Steine nicht überzeugt. Er glaubt, dass Kohle zunächst in Form von Graphit in verschieden alten Zirkonen eingelagert und später auf einen Schlag in Diamanten umgewandelt wurde.

"Ich denke, es wird sich herausstellen, dass diese Diamanten nicht so alt sind, wie angenommen, aber ich würde mich freuen, wenn ich mich irre", sagt er.

Eine Möglichkeit, diese Theorien zu testen, wird sein, den Stickstoff in den Edelsteinen zu untersuchen, sagt Williams. Wenn die Stickstoffatome nur einzeln vorhanden sind, deutet das darauf hin, dass die Diamanten schnell und bei relativ geringen Temperaturen entstanden sind - wenn sie z. B. auf einen Schlag aus Graphitablagerungen in den Zirkonen gebildet würden. In dem Fall wären die Diamanten noch jung. Wenn der Stickstoff jedoch in Paaren oder Gruppen vorkommt, bedeutet das, dass die Diamanten wahrscheinlich durch lange anhaltenden Druck erschaffen wurden. Damit wäre die Theorie bestätigt, dass diese Diamanten vor sehr, sehr langer Zeit entstanden und somit die ältesten Edelsteine der Welt sind.

(1) Menneken et al. Nature 448, 917-921 (2007).

Dieser Artikel wurde erstmals am 22.8.2007 bei news@nature.com veröffentlicht. doi:10.1038/news070820-7. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd

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