De groei van diamantkan een miljard jaar duren

De snelheid waarmee een diamant uit Siberië groeit is te meten via groeiringen en radioactieve elementen.

Diamant met groeiringen. Foto VU

Sommige diamanten hebben een leeftijd van 2 miljard jaar, bijna half zo oud als onze aarde. Maar hoe lang een diamant erover doet om te groeien en wat er precies gebeurt tijdens het groeiproces, was onbekend. Een team geologen van de Vrije Universiteit (VU) Amsterdam helderde het op. Tijdens de ontwikkeling van een diamant ontstaan groeiringen zoals bij bomen. Die ringen worden zichtbaar door schommelingen in de chemische samenstelling van de diamant, aldus Daphne Wiggers de Vries die deze week op het onderwerp promoveerde.

Simpel gezien zijn diamanten kristallen, opgebouwd uit koolstofatomen die diep in de aarde onder hoge druk en temperatuur (meer dan 1.000 °C) worden gevormd.

Alhoewel diamanten vrijwel puur uit koolstof bestaan, worden tijdens het vormingsproces soms kleine hoeveelheden van andere mineralen ingesloten. Daarin schuilde de clou voor de VU-geologen.

Wiggers de Vries en haar collega’s bekeken diamanten uit de Siberische streek Jakoetië. De mineraalinsluitsels in de diamanten bevatten een radioactieve verschijningsvorm van het metaal renium. Het renium in de onderzochte diamanten is, net als de koolstofatomen, afkomstig van oude oceaankorst die binnen in de aarde weer 'gerecycled' wordt. Door radioactief verval verandert renium in osmium. Hoe langer dat proces gaande is, des te meer osmium aanwezig is.

De ‘groeiringen’ zijn ontstaan doordat de diamanten stapsgewijs zijn gevormd, onder veranderende omstandigheden in de diepte van de aarde. Soms kwam de koolstof vanuit de oude oceaankorst – tijdens die groeistadia van de diamanten werd renium ingesloten – en soms vanuit niet-radioactief mantelgesteente. Deze chemische verschillen zijn zichtbaar als verschillende groeizones.

De ratio renium:osmium verschilt per ring. In de buitenste (relatief jonge) ringen is minder renium tot osmium vervallen dan in de binnenste ringen. Aan de hand van deze verhouding kon de ouderdom van de mineraalinsluitsels worden bepaald en zo ook de ouderdom van de diverse groeiringen. Sommige diamanten hadden een kern van 2 miljard jaar, terwijl de buitenkant ‘slechts’ 1 miljard jaar oud was. Daarmee is aangetoond dat diamanten over een periode van honderden miljoenen jaren kunnen groeien.

Overigens kan dat vormingsproces ook binnen een etmaal plaatsvinden, als druk en temperatuur hoog genoeg zijn – vandaar dat bedrijven uit de crematie-as van overledenen diamanten vervaardigen.

Gemma Venhuizen